Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству управления для электропоезда, в котором электродвигатель переменного тока используется в качестве источника привода, причем электродвигателем переменного тока управляют с помощью преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой.
Уровень техники
В электропоезде, во время обычного торможения выполняют электрическое торможение на основе регенеративного торможения для преобразования энергии инерции транспортного средства в электроэнергию и возврата регенерируемой энергии в подвесную контактную линию, т.е. в линию подачи энергии постоянного тока. При регенеративном торможении необходимо, чтобы сторона линии подачи постоянного тока обладала возможностью воспринимать регенерируемую энергию или чтобы другой электропоезд, подключенный к этой линии, действующий как нагрузка регенерируемой энергии, присутствовал на стороне подачи энергии постоянного тока.
В данном случае, когда энергия, регенерируемая электропоездом в режиме регенеративного торможения, больше, чем мощность, которую потребляет электропоезд в состоянии потребления энергии, напряжение подвесной контактной линии или напряжение фильтрующего конденсатора, установленного в каскаде, предшествующем преобразователю, повышается до избыточного напряжения, и иногда включается функция защиты. В качестве средства устранения этой проблемы обычно используют подход, при котором энергию, регенерируемую электропоездом, работающим в режиме регенеративного торможения, ограничивают для уменьшения силы торможения, вырабатываемой на основе регенеративного торможения, и при этом пониженный компонент силы торможения компенсируют механическим торможением. Однако в этом случае, в результате механического торможения, происходит износ тормозного башмака, и, следовательно, необходимо выполнять техническое обслуживание тормозного башмака через определенный фиксированный период.
Для того чтобы исключить износ тормозного башмака, известна установка тормозного прерывателя, который состоит из переключающего элемента и резистора на стороне постоянного тока преобразователя. В этом случае, когда регенерируемая энергия, получаемая при электрическом торможении, велика настолько, что повышается постоянное выходное напряжение преобразователя, включают прерыватель торможения для потребления регенерируемой энергии. Однако поскольку такой прерыватель торможения добавляется в устройство управления, в этом случае возникает проблема, состоящая в том, что устройство управления становится большим по размерам и дорогостоящим при производстве.
На фиг.1 публикации JP 2003-199204 А (патентный документ 1) раскрыто использование электрического двухслойного конденсатора, который может запасать регенерируемую энергию, вместо прерывателя торможения. В упомянутом документе описано устройство управления для электропоезда, в котором сглаживающий конденсатор установлен в цепи питания энергии постоянного тока, подключенной к линии питания энергии постоянного тока через токосъемный башмак, и в котором постоянное напряжение, сглаженное сглаживающим конденсатором, подают в преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, электрический двухслойный конденсатор подключен параллельно сглаживающему конденсатору через преобразователь постоянного тока в постоянный ток с переключающим элементом, и работающий в состоянии регенеративного торможения, при этом регенерируемую энергию, поступающую из преобразователя, запасают в электрическом двухслойном конденсаторе, в то время как в режиме потребления энергии или в режиме движения по инерции энергию, запасенную в электрическом двухслойном конденсаторе, подают в линию подачи энергии или в преобразователь.
Кроме того, на фиг.10 публикации JP 2004-104976 А (патентный документ 2) раскрыто, что электрический двухслойный конденсатор используется вместо схемы прерывателя торможения с целью сохранения регенерируемой энергии.
Патентный документ 1: JP 2003-199204 А (пункт 1 формулы изобретения, фиг.1).
Патентный документ 2: JP 2004-104976 А (сектор 0072, фиг.10).
Раскрытие изобретения
Как отмечено выше, в устройстве управления электропоездом, известном из предшествующего уровня техники, с целью исключения износа тормозного башмака и эффективного использования регенерируемой энергии, предусмотрена установка прерывателя торможения или использование электрического двухслойного конденсатора, который позволяет сохранять регенерируемую энергию. Однако при этом необходимо добавлять прерыватель торможения или электрический двухслойный конденсатор, и при этом возникал недостаток, состоящий в том, что устройство управления становится большим по размеру и дорогостоящим при производстве.
Настоящее изобретение было разработано для решения отмеченной выше проблемы, и его цель состоит в том, чтобы предложить улучшенное устройство управления для электропоезда, которое может потреблять избыточную регенерируемую энергию, используя нагрузку вспомогательного устройства источника питания, без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора.
Устройство управления для электропоезда в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения содержит электродвигатель переменного тока, предназначенный для приведения в движение электропоезда, и преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, предназначенный для управления электродвигателем переменного тока, в котором преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой имеет выводы на стороне постоянного тока, подключенные к цепи подачи энергии постоянного тока электропоезда, и выводы на стороне переменного тока, которые подключены к электродвигателю переменного тока, и в котором, при движении электропоезда с потреблением энергии, преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой преобразует энергию постоянного тока, подаваемую из цепи подачи энергии постоянного тока к выводам на стороне постоянного тока, в электроэнергию переменного тока таким образом, чтобы подавать электроэнергию переменного тока с выводов на стороне переменного тока в электродвигатель переменного тока, причем при регенеративном торможении электропоезда он преобразует электроэнергию переменного тока, поступающую от электродвигателя переменного тока к выводам на стороне переменного тока, в электроэнергию постоянного тока, для подачи электроэнергии постоянного тока с выводов на стороне постоянного тока в цепь подачи энергии постоянного тока. Устройство управления дополнительно содержит вспомогательное устройство источника питания, подключенное к цепи подачи энергии постоянного тока, и средство управления нагрузкой, предназначенное для управления нагрузкой, подключенной к вспомогательному устройству источника питания, в котором средство управления нагрузкой принимает сигнал состояния преобразователя, представляющий состояние работы преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой, от него, и средство управления нагрузкой управляет нагрузкой в соответствии с сигналом состояния преобразователя.
Кроме того, устройство управления для электропоезда в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения содержит электродвигатель переменного тока, приводящий в движение электропоезд, и преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, который управляет электродвигателем переменного тока, в котором преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой имеет выводы на стороне постоянного тока, которые подключены к цепи подачи энергии постоянного тока электропоезда, и выводы на стороне переменного тока, которые подключены к электродвигателю переменного тока, и в котором при движении электропоезда с потреблением энергии преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой преобразует энергию постоянного тока, подаваемую из цепи подачи энергии постоянного тока к выводам на стороне постоянного тока, в электроэнергию переменного тока, таким образом, чтобы подавать электроэнергию переменного тока с выводов на стороне переменного тока в электродвигатель переменного тока, причем в состоянии регенеративного торможения электропоезда, он преобразует электроэнергию переменного тока, поступающую от электродвигателя переменного тока к выводам на стороне переменного тока, в электроэнергию постоянного тока для подачи электроэнергии постоянного тока с выводов на стороне постоянного тока в цепь подачи энергии постоянного тока. Устройство управления дополнительно содержит вспомогательное устройство источника питания, подключенное к цепи подачи энергии постоянного тока, средство управления нагрузкой, предназначенное для управления нагрузкой, подключенное к вспомогательному устройству источника питания, и средство детектирования, предназначенное для детектирования информации о подаче энергии постоянного тока, представляющей состояние подачи энергии постоянного тока цепи подачи энергии постоянного тока, в котором средство управления нагрузкой управляет нагрузкой в соответствии с информацией о подаче энергии постоянного тока.
В устройстве управления для электропоезда в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения, средство управления нагрузкой принимает сигнал о состоянии преобразователя, представляющий состояние работы преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой, из него, и средство управления управляет нагрузкой, подключенной к вспомогательному устройству источника питания, в соответствии с сигналом состояния преобразователя, таким образом, что энергия, регенерируемая в цепи подачи энергии постоянного напряжения может потребляться нагрузкой вспомогательного устройства источника питания без необходимости установки прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора в цепи подачи энергии постоянного тока.
В устройстве управления для электропоезда, в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения, средство управления нагрузкой принимает информацию о подаче энергии постоянного тока из цепи подачи энергии постоянного тока и управляет нагрузкой, подключенной к вспомогательному устройству источника питания, в соответствии с информацией о подаче энергии постоянного тока, в результате чего регенерируемая энергия цепи подачи энергии постоянного тока может потребляться нагрузкой вспомогательного устройства источника питания без необходимости установки прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора в цепи подачи энергии постоянного тока.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - блок-схема, изображающая первый вариант выполнения устройства управления для электропоезда в соответствии с данным изобретением;
фиг.2 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с первым вариантом выполнения;
фиг.3 - блок-схема, представляющая второй вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;
фиг.4 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии со вторым вариантом выполнения;
фиг.5 - блок-схема, представляющая третий вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;
фиг.6 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с третьим вариантом выполнения;
фиг.7 - блок-схема, представляющая четвертый вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;
фиг.8 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с четвертым вариантом выполнения;
фиг.9 - блок-схема, представляющая пятый вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;
фиг.10 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с пятым вариантом выполнения;
фиг.11 - блок-схема, представляющая шестой вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;
фиг.12 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с шестым вариантом выполнения;
фиг.13 - блок-схема, представляющая седьмой вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;
фиг.14 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с седьмым вариантом выполнения.
Далее, со ссылкой на чертежи, будут описаны несколько вариантов выполнения электропоезда в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.1 показана блок-схема, представляющая первый вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 10 управления для электропоезда в первом варианте выполнения установлено на электропоезде 1. Электропоезд 1 содержит колесо 2 и токосъемный башмак 3. Колесо 2 катится по рельсу 4, и токосъемный башмак 3 соприкасается с подвесной контактной линией, т.е. линией 5 подачи энергии постоянного тока, и принимает подаваемую энергию постоянного тока из линии 5 подачи энергии постоянного тока. По линии 5 подачи энергии постоянного тока подают электроэнергию постоянного тока для множества электропоездов, включающих в себя электропоезд 1. Предписанное напряжение VD0 в линии 5 подачи энергии постоянного тока установлено, например, равным 1500 (В) или 750 (В).
Устройство 10 управления содержит электродвигатель 11 переменного тока, преобразователь 12, цепь 15 подачи энергии постоянного тока, цепь 18 подачи энергии переменного тока, устройство 22 вспомогательного источника энергии, нагрузку 25 и средство 30 управления нагрузкой.
Электродвигатель 11 переменного тока представляет собой источник привода электропоезда 1 и осуществляет привод колеса 2. Электродвигатель 11 переменного тока выполнен в виде асинхронного двигателя переменного тока, например трехфазного двигателя. Преобразователь 12 выполнен в виде преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой (преобразователь РНПЧ), и он выполнен с использованием, например, тиристора. Такой преобразователь 12 содержит пару выводов 13 на стороне постоянного тока и выводы 14 на стороне трехфазного переменного напряжения. Выводы 13 на стороне постоянного тока соединены с цепью 15 подачи энергии постоянного тока. Постоянное напряжение цепи 15 подачи энергии постоянного тока обозначено как "VD". Выводы 14 на стороне переменного тока соединены с электродвигателем 11 переменного тока через цепь 18 подачи энергии переменного тока. Цепь 18 подачи энергии переменного тока представляет собой трехфазную цепь подачи энергии переменного тока. Трехфазное переменное напряжение цепи 18 подачи энергии переменного тока обозначено как "VAC".
Цепь 15 подачи энергии постоянного тока содержит дроссель 16 и сглаживающий конденсатор 17, и она соединяет выводы 13 стороны постоянного тока преобразователя 12 с токосъемный башмаком 3 и колесом 2. Один конец дросселя 16 соединен с токосъемным башмаком 3, в то время как другой его конец подключен к боковому выводу "плюс" среди выводов 13 на стороне постоянного тока преобразователя 12. Боковой вывод "минус" среди выводов 13 на стороне постоянного тока подключен непосредственно к колесу 2 и заземлен через колесо 2, а также рельс 4. Один конец сглаживающего конденсатора 17 включен между дросселем 16 и боковым выводом "плюс" среди выводов 13 на стороне постоянного тока, в то время как другой его конец подключен к боковому выводу "минус" среди выводов 13 на стороне постоянного тока. Сглаживающий конденсатор 17 подключен к паре боковых выводов 13 постоянного напряжения и параллельно к ним.
Команда FD движения с потреблением энергии и команда FB регенеративного торможения поступают от консоли машиниста электропоезда 1 в преобразователь 12. Команду FD движения с потреблением энергии и команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12 в состоянии движения электропоезда. Команду FD движения с потреблением энергии подают в состоянии, в котором электропоезд 1 переводят в режим движения с потреблением энергии. Когда подают команду FD движения с потреблением энергии, преобразователь 12 выполняет операцию преобразования, состоящую в преобразовании электроэнергии постоянного тока, поступающей из цепи 15 подачи энергии постоянного тока, в электроэнергию трехфазного переменного тока, и генерирует преобразованные выходные напряжения на основе операции преобразования. Значением переменного напряжения и частоты трехфазного переменного напряжения VAC, выводимым из преобразователя 12, управляют в соответствии с содержанием команды FD движения с потреблением энергии. Электроэнергию трехфазного переменного тока, выводимую из преобразователя 12, подают в электродвигатель 11 переменного тока через цепь 18 подачи энергии переменного тока, таким образом, что обеспечивается привод этого электродвигателя 11 переменного тока.
Команду FB регенеративного торможения подают в состоянии, в котором требуется регенеративное торможение электропоезда 1 во время движения электропоезда 1. Когда подают команду FB регенеративного торможения, преобразователь 12 принимает подаваемую электроэнергию трехфазного переменного тока, генерируемую электродвигателем 11 переменного тока, по цепи 18 подачи энергии переменного тока, он выполняет операцию преобразования, состоящую в преобразовании электроэнергии трехфазного переменного тока в электроэнергию постоянного тока, и генерирует преобразованное выходное напряжение на основе операции преобразования. Электроэнергию постоянного тока, выводимую из преобразователя 12, подают из преобразователя 12 в цепь 15 подачи энергии постоянного тока.
Преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, когда он не принимает ни команду FD движения с потреблением энергии, ни команду FB регенеративного торможения. Даже в состоянии движения, когда электропоезд 1 переходит в состояние движения по инерции, преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя. Кроме того, когда электропоезд 1 временно останавливается, преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя. В состоянии SC остановленной работы преобразователя преобразователь 12 останавливает операцию преобразования между электроэнергией постоянного тока и электроэнергией переменного тока, и, следовательно, преобразованное выходное напряжение не генерируется. В таком состоянии SC остановленной работы преобразователя электроэнергию постоянного тока подают из цепи 15 подачи энергии постоянного тока на выводы 13 стороны постоянного тока преобразователя 12, но электроэнергию постоянного тока не преобразуют в электроэнергию трехфазного переменного тока. Кроме того, в состоянии SC остановленной работы преобразователя, даже когда электродвигатель 11 переменного тока генерирует электроэнергию трехфазного переменного тока, эта электроэнергия трехфазного переменного тока не преобразуется в электроэнергию постоянного тока.
Вспомогательное устройство 22 источника питания выполнено в виде, например, преобразователя с регулируемым напряжением и постоянной частотой, и он имеет пару выводов 23 на стороне постоянного тока и пару выводов 24 на стороне однофазного переменного тока. Выводы 23 на стороне постоянного тока вспомогательного устройства 22 источника питания подключены к цепи 15 подачи энергии постоянного тока, в то время как его выводы 24 на стороне переменного тока подключены к нагрузке 25.
Нагрузка 25 представляет собой электрооборудование переменного тока электропоезда 1, и оно содержит, по меньшей мере, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины электропоезда 1. В качестве примера, нагреватель 26 кабины установлен под сиденьем в кабине вагона электропоезда 1, и кондиционер 27 воздуха кабины установлен в потолке кабины вагона электропоезда 1. Нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины принимают энергию в виде однофазного переменного напряжения от выводов 24 на стороне переменного тока вспомогательного устройства 22 источника питания при их включении/выключении под управлением средством 30 управления нагрузкой. В частности, хотя это не показано, лампы освещения кабины электропоезда 1 также включены в нагрузку 25. Лампа освещения подключена таким образом, что обычно к ней поступает питание в виде однофазного переменного напряжения от вспомогательного устройства 22 источника питания, без использования средства 30 управления нагрузкой. Однако, кроме того, лампа освещения может быть включена/выключена с помощью средства 30 управления нагрузкой вместе с нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины.
Средство 30 управления нагрузкой выполнено на основе, например, микрокомпьютера, и оно содержит ЦПУ и запоминающее устройство. Средство 30 управления нагрузкой в первом варианте выполнения принимает сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя из преобразователя 12 и осуществляет управление, состоящее во включении/выключении нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя. В первом варианте выполнения сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя представляет состояние, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и состояние, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, и уровень ее сигнала принимает высокий уровень в состоянии, когда команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и в состоянии, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12.
На фиг.2 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30 управления нагрузкой в соответствии с первым вариантом выполнения. Средство 30 управления нагрузкой имеет таблицу 31 генерирования напряжения. Это средство 30 управления нагрузкой принимает сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя и генерирует сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки, используя таблицу 31 генерирования напряжения. Сигнал LDS1 включения нагрузки представляет собой сигнал начала работы нагревателя 26 кабины, в то время как сигнал LDS2 включения нагрузки представляет собой сигнал начала работы кондиционера 27 воздуха кабины. Когда сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом с высоким уровнем на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение, таблица 31 генерирования напряжения устанавливает сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки как сигналы ВКЛЮЧЕНО и одновременно переводит нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины в состояние ВКЛЮЧЕНО. Когда преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, преобразователь 12 не генерирует преобразованное выходное напряжение, и сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом с низким уровнем, в результате чего сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки становятся сигналами ВЫКЛЮЧЕНО, и как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины переводятся в состояние ВЫКЛЮЧЕНО.
Далее будет описана работа. Когда команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, этот преобразователь 12 преобразует электроэнергию постоянного тока, поступающую по цепи 15 подачи энергии постоянного тока, в электроэнергию трехфазного переменного тока и подает электроэнергию переменного тока к электродвигателю 11 переменного тока, так что постоянное напряжение VD понижается. Кроме того, когда команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, постоянное напряжение VD повышается при условии, что нагрузка при регенерировании на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока будет низкой. В первом варианте выполнения, в состоянии, когда команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, и в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, и оба сигнала LDS1 и LDS2 включения нагрузки средства 30 управления нагрузкой становятся сигналами ВКЛЮЧЕНО, на основе этого сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, в результате чего нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины переводятся в состояние ВКЛЮЧЕНО, и нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины одновременно получают электроэнергию от вспомогательного устройства 22 источника питания.
Даже в состоянии, в котором нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины работают одновременно, температуру в кабине вагона можно регулировать для получения комфортных условий при соответствующей установке температур регулируемой установки нагревателя и охладителя. В качестве примера оба значения регулируемых температур нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины устанавливают на комфортную температуру, например, 20 (°С), в результате чего, в качестве примера, летом, внутри кабины вагона обеспечивается охлажденное состояние по сравнению с окружающей средой вне кабины вагона, и зимой внутри кабины вагона образуется нагретое состояние по сравнению с окружающей средой кабины вагона, таким образом, что можно установить комфортную температуру.
В состоянии, в котором команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, преобразователь 12 и нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания формируют регенерируемую нагрузку для другого электропоезда, подключенного к идентичной линии 5 подачи энергии постоянного тока, и регенерируемая энергия другого электропоезда может потребляться. Кроме того, в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания потребляет регенерируемую энергию преобразователя 12. Кроме того, если преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом низкого уровня, и оба сигнала LDS1 и LDS2 включения нагрузки средства 30 управления нагрузкой становятся сигналами ВЫКЛЮЧЕНО, таким образом, что как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 вспомогательного устройства 22 источника питания переводят в состояние ВЫКЛЮЧЕНО.
Таким образом, в устройстве 10 управления для электропоезда в соответствии с вариантом 1 выполнения, в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, средство 30 управления нагрузкой переводит как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины, формирующие нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, в состояние ВКЛЮЧЕНО, таким образом, что преобразователь 12 и нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания формируют регенеративную нагрузку для другого электропоезда и могут потреблять регенерируемую энергию другого электропоезда. Кроме того, даже в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, средство 30 управления нагрузкой переводит как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины, формирующие нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, в состояние ВКЛЮЧЕНО, таким образом, что нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания может быть установлена как регенеративная нагрузка преобразователя 12. Таким образом, даже если регенеративная нагрузка на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока будет недостаточной, нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания может быть установлена как регенеративная нагрузка преобразователя 12, и повышение напряжения в цепи 15 подачи энергии постоянного тока может быть подавлено. В соответствии с этим, регенеративная энергия потребляется без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора в устройство 10 управления для получения преимуществ исключения износа тормозного башмака, который применяют при механическом торможении во время регенеративного торможения, и при этом устройство 10 управления может быть выполнено с малыми размерами.
Кроме того, в первом варианте выполнения нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины электропоезда 1 одновременно ВКЛЮЧАЮТ/ВЫКЛЮЧАЮТ с помощью средства 30 управления нагрузкой. При этом, даже в состоянии, в котором нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины одновременно работают, температуру в кабине вагона электропоезда 1 можно регулировать до комфортной температуры при соответствующей установке температур регулируемой установки нагревателя и охладителя.
На фиг.3 показана блок-схема, представляющая второй вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением, причем на фиг.4 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30А управления нагрузкой, предназначенное для использования в данном варианте выполнения.
В первом варианте выполнения, нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, управляют так, что их одновременно "ВКЛЮЧАЮТ/ВЫКЛЮЧАЮТ" с помощью средства 30 управления нагрузкой на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, причем во втором варианте выполнения средство 20 детектирования, предназначенное для детектирования информации DIF подачи энергии постоянного тока в цепи 15 подачи энергии постоянного тока, добавлено к цепи 15 подачи энергии постоянного тока, и нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, управляют так, что их одновременно "ВКЛЮЧАЮТ/ВЫКЛЮЧАЮТ" с помощью средства 30А управления нагрузкой на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя и информации DIF подачи питания постоянного тока. Другие устройства выполнены так же, как и в первом варианте выполнения.
В соответствии со вторым вариантом выполнения, нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 для вспомогательного устройства 22 источника питания, управляют так, что их одновременно "ВКЛЮЧАЮТ/ВЫКЛЮЧАЮТ" на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя и информации DIF подачи питания постоянного тока цепи 15 подачи питания постоянного тока, таким образом, что нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания 22, можно управлять более точно в соответствии с состоянием нагрузки на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока.
Устройство управления для электропоезда во втором варианте выполнения обозначено ссылочной позицией 10А. Это устройство 10А управления электропоезда выполнено таким образом, что средство 20 детектирования добавлено к устройству 10 управления в соответствии с первым вариантом выполнения. Такое средство 20 детектирования выполнено в виде датчика напряжения, который детектирует постоянное напряжение VD, приложенное к сглаживающему конденсатору 17, и который подает в средство 30А управления нагрузкой информацию DIF подачи энергии постоянного тока, которая представляет постоянное напряжение VD.
Как показано на фиг.4, средство 30А управления нагрузкой во втором варианте выполнения имеет таблицу 32 генерирования напряжения и схему 33 логического умножения (схему "И"), кроме таблицы 31 генерирования напряжения. Выход таблицы 31 генерирования напряжения и выход таблицы 32 генерирования напряжения подают в схему 33 логического умножения, и эта схема 33 логического умножения генерирует сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки. Информация DIF подачи энергии постоянного тока из средства 20 детектирования поступает в таблицу 32 генерирования напряжения. Эта таблица 32 генерирования напряжения выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО, когда постоянное напряжение VD в цепи 15 подачи энергии постоянного тока превышает заданное значение VD1 напряжения, большее, чем предписанное напряжение VD0 в линии 5 подачи энергии постоянного тока. В качестве примера, в случае когда предписанное напряжение VD0 линии 5 подачи энергии постоянного тока составляет 1500 (В), заданное значение VD1 напряжения устанавливают на уровне 1850-1900 (В), и в случае когда предписанное напряжение VD0 равно 750 (В), заданное значение VD1 напряжения устанавливают на уровне 850-900 (В).
Таблица 32 генерирования напряжения средства 30А управления нагрузкой выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО, когда постоянное напряжение VD в цепи 15 подачи энергии постоянного тока превышает заданное значение VD1 напряжения. А именно, в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, преобразователь 12 преобразует электроэнергию постоянного тока в электроэнергию трехфазного переменного тока и подает электроэнергию переменного тока в электродвигатель 11 переменного тока, в результате чего постоянное напряжение VD понижается. Однако в случае когда регенеративная энергия от множества других электропоездов, подключенных к линии 5 подачи энергии постоянного тока, велика, постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения. Кроме того, в состоянии, когда команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, этот преобразователь 12 преобразует электроэнергию трехфазного переменного тока, генерируемую электродвигателем 11 переменного тока, в электроэнергию постоянного тока и подает электроэнергию постоянного тока в цепь 15 подачи энергии постоянного тока. Поэтому, если регенеративная нагрузка на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока низка, постоянное напряжение VD повышается и превышает заданное значение VD1 напряжения.
Таким же образом, как и в первом варианте выполнения, таблица 31 генерирования напряжения выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, когда этот сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом с высоким уровнем, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и в состоянии, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12. Когда обе таблицы 31 и 32 генерирования напряжения выводят сигналы ВКЛЮЧЕНО, схема 33 логического произведения устанавливает сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки как сигналы ВКЛЮЧЕНО и переводит как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 в состояние ВКЛЮЧЕНО.
В данном втором варианте выполнения, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, в состоянии, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 одновременно включают на основе выходного напряжения вспомогательного устройства 22 источника питания, и электроэнергию постоянного тока цепи 15 подачи энергии постоянного тока можно эффективно потреблять.
Как в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, так и в состоянии, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, когда постоянное напряжение VD цепи 15 подачи энергии постоянного тока понижается до заданного значения VD1 напряжения или ниже, вывод сигнала ВКЛЮЧЕНО из таблицы 32 генерирования напряжения прекращается таким образом, что оба сигнала LDS1 и LDS2 включения нагрузки становятся сигналами ВЫКЛЮЧЕНО и подача питания в нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 прекращается. Когда преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, прекращается вывод сигнала ВКЛЮЧЕНО из таблицы 31 генерирования напряжения, в результате чего подача питания в нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 также прекращается.
Во втором варианте выполнения, как и в первом варианте выполнения, достигаются преимущества, состоящие в том, что регенерируемую энергию можно эффективно потреблять, что износ тормозного башмака, который осуществляет механическое торможение во время регенеративного торможения, можно исключить и что устройство 10А управления может быть выполнено малым по размеру и без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора в устройство 10А управления. Кроме того, кондиционер воздуха кабины и нагреватель кабины нагрузки 25 вспомогательного устройства 22 источника питания включают на основе также информации DIF подачи энергии постоянного тока цепи 15 подачи энергии постоянного тока, и, следовательно, только когда нагрузка на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока низка, при этом нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания может быть включена для получения преимущества, состоящего в том, что энергию можно эффективно потреблять.
Во втором варианте выполнения средство 20 детектирования выполнено в виде датчика напряжения, таким образом, что оно детектирует постоянное напряжение VD, получаемое из напряжения сглаживающего конденсатора 17. Однако постоянное напряжение линии 5 подачи энергии постоянного тока также можно детектировать на входной стороне дросселя 16, и в этом случае могут быть получены те же преимущества. Кроме того, более точная информация DIF о подаче энергии постоянного тока может быть получена, когда датчик тока включен последовательно с дросселем 16, чем когда электроэнергию постоянного тока в цепи 15 подачи энергии постоянного тока рассчитывают на основе выходного сигнала датчика напряжения и выходного сигнала датчика тока средства 20 детектирования, и когда рассчитанное значение мощности электроэнергии постоянного тока используют в качестве информация DIF подачи энергии постоянного тока.
На фиг.5 показана блок-схема, представляющая третий вариант выполнения устройства управления для электропоезда в соответствии с настоящим изобретением, а на фиг.6 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30В управления нагрузкой, предназначенное для использования в данном варианте выполнения. Устройство управления для электропоезда в этом третьем варианте выполнения обозначено ссылочной позицией 10В. Такое устройство 10В управления для электропоезда выполнено таким образом, что устройство 30А управления нагрузкой согласно второму варианту выполнения заменено средством 30В управления нагрузкой, а в остальном выполнено так же, как и во втором варианте выполнения.
Средство 30В управления нагрузкой, предназначенное для использования в третьем варианте выполнения, имеет таблицы 31 и 32 генерирования напряжения и схему 33 логического произведения, аналогично средству 30А управления нагрузкой, используемому во втором варианте выполнения, но сигнал ICS-FD состояния преобразователя подают в таблицу 31 генерирования напряжения. Сигнал ICS-FD состояния преобразователя представляет собой сигнал, представляющий сигнал FD команды работы в режиме потребления энергии, который поступает в преобразователь 12, и этот сигнал ICS-FD состояния преобразователя становится сигналом с высоким уровнем в состоянии, когда сигнал FD команды работы в режиме потребления энергии поступает в преобразователь 12, в то время как он становится сигналом с низким уровнем как в состоянии, когда в преобразователь 12 поступает команда FB работы в режиме регенеративного торможения, так и в состоянии, когда преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя.
Таблица 31 генерирования напряжения средства 30В управления нагрузкой выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО, когда сигнал ICS-FD состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение переменного тока в состоянии, когда команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12. В состоянии, когда команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, и в состоянии, когда преобразователь 12 перешел в состояние SC остановленной работы преобразователя, сигнал ICS-FD состояния преобразователя становится сигналом с низким уровнем, и, следовательно, таблица 31 генерирования напряжения выводит сигнал ОТКЛЮЧЕНО. Таким же образом, как и в варианте 2 выполнения, таблица 32 генерирования напряжения средства 30В управления нагрузкой выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО, когда постоянное напряжение VD в цепи 15 подачи энергии постоянного тока превышает заданное значение VD1 напряжения. В состоянии, когда команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, этот преобразователь 12 преобразует электроэнергию постоянного тока из цепи 15 подачи энергии постоянного тока в электроэнергию трехфазного переменного тока и подает электроэнергию переменного тока в электродвигатель 11 переменного тока, таким образом, что постоянное напряжение VD понижается. Однако в случае когда регенерируемая электроэнергия от множества других электропоездов, подключенных к линии 5 подачи энергии постоянного тока, велика, постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения.
В состоянии, когда обе таблицы 31 и 32 генерирования напряжения генерируют сигналы ВКЛЮЧЕНО, схема 33 логического умножения в соответствии с третьим вариантом выполнения устанавливает сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки как сигналы ВКЛЮЧЕНО, таким образом, что одновременно включаются нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 вспомогательного устройства 22 источника питания. В данном третьем варианте выполнения, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки становятся сигналами ВКЛЮЧЕНО для одновременного включения нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины нагрузки 25, в результате чего энергия постоянного тока цепи 15 подачи энергии постоянного тока эффективно потребляется.
В соответствии с этим, также в третьем варианте выполнения, как и в первом варианте выполнения, достигаются преимущества, состоящие в том, что можно обеспечить эффективное потребление регенерируемой энергии, при этом износ тормозного башмака, который обеспечивает механическое торможение во время регенеративного торможения, можно исключить и что устройство 10В управления может быть выполнено с малыми размерами без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора к устройству 10В управления. Кроме того, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины одновременно включают в соответствии с информацией DIF подачи энергии постоянного тока цепи 15 подачи энергии постоянного тока, таким образом, что нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 вспомогательного устройства 22 источника питания могут быть включены только, когда нагрузка на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока низкая.
На фиг.7 показана блок-схема, представляющая четвертый вариант выполнения устройства управления для электропоезда в соответствии с настоящим изобретением, а на фиг.8 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30С управления нагрузкой в соответствии с данным четвертым вариантом выполнения. Устройство управления для электропоезда в данном варианте выполнения обозначено ссылочной позицией 10С. Такое устройство 10С управления для электропоезда выполнено таким образом, что средство 30А управления нагрузкой во втором варианте выполнения заменено средством 30С управления нагрузкой, и в остальном выполнено так же, как во втором варианте выполнения.
Средство 30С управления нагрузкой, предназначенное для использования в четвертом варианте выполнения, имеет таблицы 31 и 32 генерирования напряжения и схему 33 логического умножения, аналогично средству 30А управления нагрузкой, используемому во втором варианте выполнения, но сигнал ICS-FB состояния преобразователя поступает в таблицу 31 генерирования напряжения. Сигнал ICS-FB состояния преобразователя представляет собой сигнал, представляющий команду FB регенеративного торможения, подаваемый в преобразователь 12, и этот сигнал ICS-FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня в состоянии, когда команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, в то время как он становится сигналом низкого уровня как в состоянии, когда команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, так и в состоянии, когда преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя.
Таблица 31 генерирования напряжения средства 30С управления нагрузкой выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО, когда сигнал ICS-FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное постоянное выходное напряжение, в состоянии, когда команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12. В состоянии, когда команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и в состоянии, когда преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, сигнал ICS-FB состояния преобразователя становится сигналом низкого уровня, и, следовательно, таблица 31 генерирования напряжения выводит сигнал ВЫКЛЮЧЕНО. Так же, как и во втором варианте выполнения, таблица 32 генерирования напряжения средства 30С управления нагрузкой выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО, например, когда постоянное напряжение VD в цепи 15 подачи энергии постоянного тока превышает заданное значение VD1 напряжения. В состоянии, когда команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, этот преобразователь 12 преобразует электроэнергию трехфазного переменного тока, генерируемую электродвигателем 11 переменного тока, в электроэнергию постоянного тока и подает электроэнергию постоянного тока в цепь 15 подачи энергии постоянного тока таким образом, что, если регенеративная нагрузка на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока низкая, постоянное напряжение VD в цепи 15 подачи энергии постоянного тока повышается и превышает заданное значение VD1 напряжения.
В состоянии, когда обе таблицы 31 и 32 генерирования напряжения генерируют сигнал ВКЛЮЧЕНО, схема 33 логического умножения в соответствии с четвертым вариантом выполнения устанавливает сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки как сигналы ВКЛЮЧЕНО для одновременного включения нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины нагрузки 25 вспомогательного устройства 22 источника питания. В этом четвертом варианте выполнения, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки становятся сигналами ВКЛЮЧЕНО для одновременного включения нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины, в результате чего регенерируемая энергия в цепи 15 подачи энергии постоянного тока эффективно потребляется.
В соответствии с этим, также в четвертом варианте выполнения, как и в первом варианте выполнения, достигаются преимущества, состоящие в том, что регенерируемая энергия может эффективно потребляться, что износ тормозного башмака, который обеспечивает механическое торможение во время регенеративного торможения, можно исключить и что устройство 10С управления может быть выполнено с малыми размерами, без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора к устройству 10С управления. Кроме того, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины одновременно включаются в соответствии с информацией DIF подачи энергии постоянного тока цепи 15 подачи энергии постоянного тока, таким образом, что нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 вспомогательного устройства 22 источника питания могут быть включены только, когда нагрузка на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока низкая.
На фиг.9 показана блок-схема, представляющая пятый вариант выполнения устройства управления для электропоезда в соответствии с настоящим изобретением, а на фиг.10 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30D управления нагрузкой, предназначенное для использования в данном пятом варианте выполнения.
Устройство управления для электропоезда в пятом варианте выполнения обозначено ссылочной позицией 10D. Такое устройство 10D управления для электропоезда имеет средство 30D управления нагрузкой, с помощью которого осуществляют управление нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые включены в нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания. В средство 30D управления нагрузкой подают сигнал ICS состояния преобразователя от преобразователя 12, и этот сигнал ICS состояния преобразователя включает в себя сигнал ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя и сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя. Средство 30D управления нагрузкой управляет "ВКЛЮЧЕНИЕМ/ВЫКЛЮЧЕНИЕМ" нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины и также управляет их состоянием нагрузки на основе этих сигналов ICS-FD/FB/SC и ICS-FD/FB состояния преобразователя. В остальном оно выполнено так же, как и в первом варианте выполнения.
Сигнал ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня в любом состоянии, в котором команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, и в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, и в состоянии, когда преобразователь 12 перешел в состояние SC остановленной работы преобразователя.
Как показано на фиг.10, средство 30D управления нагрузкой имеет четыре таблицы 34, 35, 36 и 37 генерирования напряжения. В таблицу 34 генерирования напряжения поступает сигнал ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя. Сигнал ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня в любом состоянии, в котором команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, и в состоянии, в котором преобразователь 12 перешел в состояние SC остановленной работы преобразователя таким образом, что таблица 34 генерирования напряжения устанавливает сигнал LDSa включения нагрузки как сигнал ВКЛЮЧЕНО, обычно независимо от того, генерирует ли преобразователь 12 преобразованное выходное напряжение или не генерирует преобразованное выходное напряжение.
В таблицу 35 генерирования напряжения подают сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя. Этот сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня в состоянии, в котором команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, и в состоянии, когда команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12. Таблица 35 генерирования напряжения устанавливает сигнал LDSb включения нагрузки как сигнал ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, когда этот сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение.
В таблицы 36 и 37 генерирования напряжения подают сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя. Таблица 36 генерирования напряжения устанавливает сигнал LDTa высокой нагрузки как сигнал ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, когда этот сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение. Кроме того, аналогично таблице 36 генерирования напряжения, таблица 37 генерирования напряжения устанавливает сигнал LDTb высокой нагрузки как сигнал ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, когда этот сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение. Сигналы LDTa и LDTb высокой нагрузки переводят нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины из состояния низкой нагрузки в состояние высокой нагрузки, когда они становятся сигналами ВКЛЮЧЕНО соответственно.
Сигналы LDSa и LDSb включения нагрузки и сигналы LDTa и LDTb высокой нагрузки, которые выводят из средства 30D управления нагрузкой, устанавливают в следующие первые состояния летом.
Сигнал LDSa включения нагрузки: сигнал включения кондиционера 27 воздуха кабины.
Сигнал LDSb включения нагрузки: сигнал включения нагревателя 26 кабины.
Сигнал LDTa высокой нагрузки: сигнал изменения состояния кондиционера 27 воздуха кабины на состояние высокой нагрузки.
Сигнал LDTb высокой нагрузки: сигнал изменения состояния нагревателя 26 кабины на состояние высокой нагрузки.
А именно, летом сигнал LDSa включения нагрузки таблицы 34 генерирования напряжения обычно становится сигналом ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, и кондиционер 27 воздуха кабины обычно включают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSa включения нагрузки. Когда команду FD движения с потреблением энергии или команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, и, следовательно, все сигналы LDSb включения нагрузки и сигналы LDTa и LDTb высокой нагрузки, которые выводят из соответствующих таблиц 35, 36 и 37 генерирования напряжения, становятся сигналами ВКЛЮЧЕНО. Нагреватель 26 кабины включают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSb включения нагрузки. Кроме того, температура регулируемой установки кондиционера 27 воздуха кабины понижается по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDTa высокой нагрузки, и кондиционер 27 воздуха кабины переходит в состояние высокой нагрузки. Кроме того, температуру регулируемой установки нагревателя 26 кабины повышают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDTb высокой нагрузки, и нагреватель 26 кабины переходит в состояние высокой нагрузки.
Летом кондиционер 27 воздуха кабины нормально поддерживается в режиме ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя для нормального охлаждения внутреннего помещения вагона. Здесь, когда команду FD движения с потреблением энергии или команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12 в состоянии ВКЛЮЧЕНО кондиционера 27 воздуха кабины, кондиционер 27 воздуха кабины изменяет состояние на состояние высокой нагрузки, и нагреватель 26 кабины работает в состоянии высокой нагрузки, на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя. Поскольку нагреватель 26 кабины переходит в состояние высокой нагрузки, потребление энергии нагревателем 26 кабины увеличивается. Кроме того, поскольку кондиционер 27 воздуха кабины переходит в состояние высокой нагрузки, энергия, потребляемая кондиционером 27 воздуха кабины, увеличивается. В результате работы кондиционера 27 воздуха кабины и нагревателя 26 кабины в состоянии высокой нагрузки обеспечивается большее потребление регенерируемой энергии цепи 15 подачи энергии постоянного тока.
Сигналы LDSa и LDSb включения нагрузки и сигналы LDTa и LDTb высокой нагрузки, которые выводят из средства 30D управления нагрузкой, устанавливают в следующие вторые состояния зимой.
Сигнал LDSa включения нагрузки: сигнал включения нагревателя 26 кабины.
Сигнал LDSb включения нагрузки: сигнал включения кондиционера 27 воздуха кабины.
Сигнал LDTa высокой нагрузки: сигнал изменения состояния кондиционера 27 воздуха кабины на состояние высокой нагрузки.
Сигнал LDTb высокой нагрузки: сигнал изменения состояния нагревателя 26 кабины на состояние высокой нагрузки.
А именно, зимой сигнал LDSa включения нагрузки таблицы 34 генерирования напряжения обычно становится сигналом ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, и нагреватель 26 кабины обычно включают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSa включения нагрузки. Когда команду FD движения с потреблением энергии или команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, и, следовательно, все сигналы LDSb включения нагрузки и сигналы LDTa и LDTb высокой нагрузки соответствующих таблиц 35, 36 и 37 генерирования напряжения становятся сигналами ВКЛЮЧЕНО. Кондиционер 27 воздуха кабины включают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSb включения нагрузки. Кроме того, температуру регулируемой установки кондиционера 27 воздуха кабины понижают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDTa высокой нагрузки, и состояние кондиционера 27 воздуха кабины изменяется на состояние высокой нагрузки. Кроме того, температуру регулируемой установки нагревателя 26 кабины повышают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDTb высокой нагрузки, и нагреватель 26 кабины переходит в состояние высокой нагрузки.
Зимой нагреватель 26 кабины обычно работает на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя для нормального нагрева внутреннего пространства помещения вагона. Здесь, когда команду FD движения с потреблением энергии или команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12 в состоянии ВКЛЮЧЕНО нагревателя 26 кабины, состояние нагревателя 26 кабины изменяется на состояние высокой нагрузки, и кондиционер 27 воздуха кабины работает в состоянии высокой нагрузки на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя. Поскольку состояние нагревателя 26 кабины переходит в состояние высокой нагрузки, потребляемая энергия нагревателя 26 кабины повышается. Кроме того, поскольку состояние кондиционера 27 воздуха кабины переходит в состояние высокой нагрузки, энергия, потребляемая кондиционером 27 воздуха кабины, повышается. В результате работы нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины в состояниях высокой нагрузки энергия, регенерируемая в цепи 15 питания подачи энергии постоянного тока может потребляться в большем количестве.
В данном пятом варианте выполнения, когда команду FD движения с потреблением энергии или команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины оба работают в состоянии высокой нагрузки, и, следовательно, регенерируемая энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока эффективно потребляется. В соответствии с этим, также в пятом варианте выполнения, как и в первом варианте выполнения, достигаются преимущества, состоящие в том, что регенерируемая энергия может эффективно потребляться, таким образом, что можно исключить износ тормозного башмака, который обеспечивает механическое торможение во время регенеративного торможения, и что устройство 10D управления может быть выполнено с малыми размерами, без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора к устройству 10D управления. Кроме того, температуры регулируемой установки нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины изменяются одновременно, в результате чего обеспечиваются преимущества, состоящие в том, что реализуется заданная температура в кабине, при этом дополнительно потребляется регенерируемая энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока.
Помимо прочего, весной или осенью сигналы устанавливают в тех же состояниях, как или летом или зимой. В этом случае, нагреватель 26 кабины или кондиционер 27 воздуха кабины обычно включают с помощью таблицы 34 регенерирования напряжения, но в состоянии SC остановленной работы преобразователя их температуру регулируемой установки устанавливают в соответствии с условиями весны или осени, и нагреватель 26 кабины или кондиционер 27 воздуха кабины, включаемые при выводе сигнала LDSa таблицы 34 генерирования напряжения, переводят в состояние низкой нагрузки.
На фиг.11 показана блок-схема, представляющая шестой вариант выполнения устройства управления для электропоезда в соответствии с данным изобретением, в то время как на фиг.12 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30Е управления нагрузкой, предназначенное для использования в шестом варианте выполнения.
Устройство управления для электропоезда в данном шестом варианте выполнения обозначено ссылочной позицией 10Е. Такое устройство 10Е управления для электропоезда имеет средство 30Е управления нагрузкой, с помощью которого управляют нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания. В средство 30Е управления нагрузкой подают сигнал ICS состояния преобразователя из преобразователя 12 и информацию DIF подачи энергии постоянного тока из средства 20 детектирования. Сигнал ICS состояния преобразователя включает в себя сигнал ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя и сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя. Средство 30Е управления нагрузкой управляет "ВКЛЮЧЕНИЕМ/ВЫКЛЮЧЕНИЕМ" нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины и также управляет их состояниями нагрузки на основе этих сигналов ICS-FD/FB/SC и ICS-FD/FB состояния преобразователя и информации DIF подачи энергии постоянного тока. В остальном используется та же конфигурация, что и в первом варианте выполнения.
Как показано на фиг.12, средство 30Е управления нагрузкой имеет четыре таблицы 41, 42, 43 и 44 генерирования напряжения. В таблицу 41 генерирования напряжения подают сигнал ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя. Сигнал ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя становится сигналом с высоким уровнем в любом из состояний, в которых команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, и состоянии, в котором преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, таким образом, что таблица 41 генерирования напряжения устанавливает сигнал LDSa включения нагрузки как сигнал ВКЛЮЧЕНО, обычно независимо от того, генерирует ли преобразователь 12 преобразованное выходное напряжение или не генерирует преобразованное выходное напряжение. В таблицу 42 генерирования напряжения подают сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя. Этот сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом с высоким уровнем в состоянии, в котором команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, и в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12. Таблица 42 генерирования напряжения устанавливает сигнал LDSb включения нагрузки в сигнал включения на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, когда этот сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом с высоким уровнем, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение.
В таблицы 43 и 44 генерирования напряжения подают информацию DIF подачи энергии постоянного тока. Таблица 43 генерирования напряжения генерирует сигнал LDT1 управления установленной температурой нагревателя на основе информации DIF подачи энергии постоянного тока, и таблица 44 генерирования напряжения генерирует сигнал LDT2 управления установленной температурой охладителя. Как и во втором варианте выполнения, информация DIF подачи энергии постоянного тока представляет сигнал, который представляет постоянное напряжение VD цепи 15 подачи энергии постоянного тока. Когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, таблица 43 генерирования напряжения увеличивает сигнал LDT1 управления установленной температурой нагревателя на основе информации DIF подачи энергии постоянного тока и пропорционально величине, превышающей величину напряжения (VD-VD1), в результате чего увеличивают температуру регулируемой установки нагревателя 26 кабины и управляют этим нагревателем 26 кабины в состоянии высокой нагрузки. Кроме того, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, таблица 44 генерирования напряжения понижает сигнал LDT2 управления установленной температурой охладителя на основе информации DIF подачи энергии постоянного тока и пропорционально величине, превышающей величину напряжения (VD-VD1), в результате чего понижают температуру регулируемой установки кондиционера 27 воздуха кабины и управляют этим кондиционером 27 воздуха кабины в состоянии высокой нагрузки.
В пятом варианте выполнения, на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя нагревателем 26 кабины или кондиционером 27 воздуха кабины управляют путем "ВКЛЮЧЕНИЯ/ВЫКЛЮЧЕНИЯ" и совместно нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины управляют так, чтобы изменять их состояния нагрузки, в то время как в данном шестом варианте выполнения, сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя и информацию DIF подачи энергии постоянного тока подают в средство 30Е управления нагрузкой и нагревателем 26 кабины или кондиционером 27 воздуха кабины управляют путем "ВКЛЮЧЕНИЯ/ВЫКЛЮЧЕНИЯ" на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, и совместно состояния нагрузки нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины изменяют на основе информации DIF подачи энергии постоянного тока.
Сигналы LDSa и LDSb включения нагрузки, которые выводят из средства 30Е управления нагрузкой, устанавливают в следующие первые состояния летом.
Сигнал LDSa включения нагрузки: сигнал включения кондиционера 27 воздуха кабины.
Сигнал LDSb включения нагрузки: сигнал включения нагревателя 26 кабины.
А именно, летом сигнал LDSa включения нагрузки таблицы 41 генерирования напряжения обычно становится сигналом ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, и кондиционер 27 воздуха кабины обычно включают с помощью сигнала ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSa включения нагрузки. Когда команду FD движения с потреблением энергии или команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, сигнал LDSb включения нагрузки таблицы 42 генерирования напряжения становится сигналом ВКЛЮЧЕНО. Нагреватель 26 кабины включают с помощью сигнала ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSb включения нагрузки. Кроме того, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, сигнал LDT1 управления установленной температурой нагревателя повышает пропорцию величины значения превышения напряжения (VD-VD1), и потребление энергии нагревателя 26 кабины увеличивают пропорционально значению превышения напряжения (VD-VD1). Одновременно, сигнал LDT2 управления установленной температурой кондиционера воздуха понижается, и энергия потребления кондиционера 27 воздуха кабины увеличивается пропорционально избыточному значению напряжения (VD-VD1).
Летом кондиционер 27 воздуха кабины обычно работает на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, таким образом, чтобы нормально охлаждать внутреннее пространство кабины вагона. Здесь, когда команда FD движения с потреблением энергии или команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12 в состоянии ВКЛЮЧЕНО кондиционера 27 воздуха кабины, нагреватель 26 кабины переводят в его состояние ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя. Вместе с этим, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, кондиционер 27 воздуха кабины и нагреватель 26 кабины переходят в состояние высокой нагрузки, пропорционально величине значения превышения напряжения (VD-VD1), и регенерируемая энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока может эффективно потребляться в результате работы кондиционера 27 воздуха кабины и нагревателя 26 кабины в состоянии высокой нагрузки.
Сигналы LDSa и LDSb включения нагрузки, которые выводятся из средства 30Е управления нагрузкой, устанавливают следующие вторые состояния зимой.
Сигнал LDSa включения нагрузки: сигнал включения нагревателя 26 кабины.
Сигнал LDSb включения нагрузки: сигнал включения кондиционера 27 воздуха кабины.
А именно, зимой сигнал LDSa включения нагрузки таблицы 41 генерирования напряжения обычно становится сигналом ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, и нагреватель 26 кабины обычно включается по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSa включения нагрузки. Когда команду FD движения с потреблением энергии или команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, сигнал LDSb включения нагрузки таблицы 42 генерирования напряжения становится сигналом ВКЛЮЧЕНО. Кондиционер 27 воздуха кабины включают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSb включения нагрузки. Кроме того, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, сигнал LDT1 управления установленной температурой нагревателя повышается пропорционально величине превышения значения напряжения (VD-VD1), и сигнал LDT2 управления установленной температурой охладителя понижается, переводя, в результате, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины в состояния высокой нагрузки.
Зимой нагреватель 26 кабины обычно поддерживает состояние ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, в результате чего обеспечивается нормальный обогрев внутреннего пространства кабины вагона. Здесь, когда команду FD движения с потреблением энергии или команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12 в состоянии ВКЛЮЧЕНО нагревателя 26 кабины, кондиционер 27 воздуха кабины переходит в состояние ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя. Вместе с этим, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, кондиционер 27 воздуха кабины и нагреватель 26 кабины переходят в состояние высокой нагрузки пропорционально величине значения превышения напряжения (VD-VD1), и регенеративная энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока может эффективно потребляться в результате работы кондиционера 27 воздуха кабины и нагревателя 26 кабины в состояниях высокой нагрузки.
В данном шестом варианте выполнения, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения совместно с состоянием, в котором команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, или с состоянием, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины оба работают в состояниях высокой нагрузки, и, следовательно, регенеративная энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока эффективно потребляется. В соответствии с этим, также в шестом варианте выполнения, как и в первом варианте выполнения, достигаются преимущества, состоящие в том, что регенеративную энергию можно эффективно потреблять, что износ тормозного башмака, который обеспечивает механическое торможение во время регенеративного торможения, можно исключить и что устройство 10Е управления может быть выполнено малым по размеру, без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора к устройству 10Е управления. Кроме того, температуру регулируемой установки нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины изменяют одновременно, в результате чего обеспечивают преимущества, состоящие в том, что пока реализуется заданная температура в кабине, регенерируемая энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока может дополнительно потребляться.
В частности, также в шестом варианте выполнения, весной или осенью сигналы устанавливают в те же состояния, как и летом или зимой, в этом случае нагреватель 26 кабины или кондиционер 27 воздуха кабины обычно включают с помощью таблицы 41 генерирования напряжения, но в состоянии SC остановленной работы преобразователя его температуру регулируемой установки устанавливают в соответствии с условиями весны или осени, и нагреватель 26 кабины или кондиционер 27 воздуха кабины включают в результате вывода сигнала LDSa таблицы 41 генерирования напряжения, переведенной в состояние низкой нагрузки.
На фиг.13 показана блок-схема, представляющая седьмой вариант выполнения устройства управления для электропоезда в соответствии с настоящим изобретением, а на фиг.14 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30F управления нагрузкой, предназначенное для использования в седьмом варианте выполнения.
Устройство управления для электропоезда в седьмом варианте выполнения обозначено ссылочной позицией 10F. Это устройство 10F управления для электропоезда управляет нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, с помощью средства 30F управления нагрузкой. Такое средство 30F управления нагрузкой имеет четыре таблицы 41, 42, 43 и 44 генерирования напряжения, аналогично средству 30Е управления нагрузкой шестого варианта выполнения, и таблица 42 генерирования напряжения подает информацию DIF подачи энергии постоянного тока. Таблица 42 генерирования напряжения устанавливает сигнал LDSb включения нагрузки как сигнал ВКЛЮЧЕНО на основе информации DIF подачи энергии постоянного тока. В остальном используется такая же конфигурация, как и в шестом варианте выполнения.
В данном седьмом варианте выполнения, летом сигнал LDSa включения нагрузки таблицы 41 генерирования напряжения нормально становится сигналом ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, и кондиционер 27 воздуха кабины нормально включается сигналом ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSa включения нагрузки. Когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, сигнал LDSb включения нагрузки таблицы 42 генерирования напряжения становится сигналом ВКЛЮЧЕНО, и нагреватель 26 кабины включают по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSb включения нагрузки. Кроме того, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, сигнал LDT1 управления установленной температурой нагревателя повышается, и сигнал LDT2 управления установленной температурой кондиционера воздуха понижается пропорционально величине избыточного значения напряжения (VD-VD1), в результате чего нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины переводят в состояние высокой нагрузки.
Летом кондиционер 27 воздуха кабины обычно работает на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, в результате чего он нормально охлаждает внутреннее пространство кабины вагона. Когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения в состоянии ВКЛЮЧЕНО кондиционера 27 воздуха кабины, нагреватель 26 кабины переводят в состояние ВКЛЮЧЕНО на основе информации DIF подачи энергии постоянного тока. Совместно с этим, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, кондиционер 27 воздуха кабины и нагреватель 26 кабины переходят в состояние высокой нагрузки пропорционально величине избыточного значения напряжения (VD-VD1), и регенерируемая энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока может эффективно потребляться в результате работы кондиционера 27 воздуха кабины и нагревателя 26 кабины в состояниях высокой нагрузки.
В седьмом варианте выполнения, зимой сигнал LDSa включения нагрузки таблицы 41 генерирования напряжения нормально становится сигналом ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, и нагреватель 26 кабины обычно включается по сигналу ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSa включения нагрузки. Когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, сигнал LDSb включения нагрузки таблицы 42 генерирования напряжения становится сигналом ВКЛЮЧЕНО, и кондиционер 27 воздуха кабины включается сигналом ВКЛЮЧЕНО сигнала LDSb включения нагрузки. Кроме того, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, сигнал LDT1 управления установленной температурой нагревателя повышается, и сигнал LDT2 управления установленной температурой кондиционера воздуха понижается пропорционально величине избыточного значения напряжения (VD-VD1), в результате чего нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины переводят в состояние высокой нагрузки.
Зимой нагреватель 26 кабины нормально находится в состоянии ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB/SC состояния преобразователя, в результате чего он нормально нагревает внутреннее пространство кабины вагона. Когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения в состоянии ВКЛЮЧЕНО нагревателя кабины, кондиционер 27 воздуха кабины переводится в его состояние ВКЛЮЧЕНО на основе информации DIF подачи энергии постоянного тока. Совместно с этим, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, кондиционер 27 воздуха кабины и нагреватель 26 кабины переходят в состояние высокой нагрузки пропорционально величине избыточного значения напряжения (VD-VD1), и регенерируемая энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока может эффективно потребляться в результате работы кондиционера 27 воздуха кабины и нагревателя 26 кабины в состояниях высокой нагрузки.
В данном седьмом варианте выполнения, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины оба работают в состоянии высокой нагрузки, и, следовательно, регенерируемая энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока эффективно потребляется. В соответствии с этим, также в седьмом варианте выполнения, как и в первом варианте выполнения, достигаются преимущества, состоящие в том, что регенерируемая энергия может эффективно потребляться, что износ тормозного башмака, который обеспечивает механическое торможение во время регенеративного торможения, можно исключить и что устройство 10F управления может быть выполнено малым по размеру, без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора к устройству 10F управления. Кроме того, температуры регулируемой установки нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины изменяют одновременно, в результате чего получают преимущества, состоящие в том, что в то время как реализуется заданная температура в кабине, регенерируемая энергия цепи 15 подачи энергии постоянного тока может дополнительно потребляться.
В частности, также в седьмом варианте выполнения, весной или осенью сигналы устанавливают в те же состояния, как летом или зимой. В этом случае нагреватель 26 кабины или кондиционер 27 воздуха кабины обычно включают с помощью таблицы 41 генерирования напряжения, но в состоянии SC остановленной работы преобразователя его температура регулируемой установки установлена в соответствии с условиями весны или осени, и нагреватель 26 кабины или кондиционер 27 воздуха кабины, которые включают по выходным сигналам LDSa таблицы 41 генерирования напряжения, переводят в состояние малой нагрузки.
Устройство управления для электропоезда в соответствии с изобретением используется в различных электропоездах, в которых установлены преобразователи постоянного тока в переменный.
Настоящее изобретение относится к устройствам управления для электропоезда, в котором регенерируемая энергия цепи подачи энергии постоянного тока может потребляться без использования прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора в цепи подачи энергии постоянного тока. Устройство управления для электропоезда содержит электродвигатель переменного тока, предназначенный для приведения в движение электропоезда, и преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, предназначенный для управления электродвигателем переменного тока. Кроме того, оно содержит вспомогательное устройство источника питания, подключенное к цепи подачи энергии постоянного тока, и средство управления нагрузкой, предназначенное для управления нагрузкой, подключенное к вспомогательному устройству источника питания, в котором средство управления нагрузкой принимает сигнал состояния преобразователя, представляющий состояние работы преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой. Средство управления нагрузкой управляет нагрузкой в соответствии с сигналом состояния преобразователя. Кроме того, устройство управления для электропоезда содержит средство детектирования, предназначенное для детектирования информации о подаче энергии постоянного тока, представляющей состояние подачи энергии постоянного тока, и средство управления нагрузкой. Технический результат заключается в снижении расхода электроэнергии и повышении надежности работы устройства. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.
1. Устройство управления для электропоезда, содержащее электродвигатель переменного тока, предназначенный для приведения в движение электропоезда, и преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, предназначенный для управления электродвигателем переменного тока, в котором преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой имеет выводы на стороне постоянного тока, подключенные к цепи подачи энергии постоянного тока электропоезда, и выводы на стороне переменного тока, которые подключены к электродвигателю переменного тока, и в котором при движении электропоезда с потреблением энергии преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой преобразует энергию постоянного тока, подаваемую из цепи подачи энергии постоянного тока к выводам на стороне постоянного тока, в электроэнергию переменного тока таким образом, чтобы подавать электроэнергию переменного тока с выводов на стороне переменного тока в электродвигатель переменного тока, причем при регенеративном торможении электропоезда он преобразует электроэнергию переменного тока, поступающую от электродвигателя переменного тока, к выводам на стороне переменного тока, в электроэнергию постоянного тока, для подачи электроэнергии постоянного тока с выводов на стороне постоянного тока в цепь подачи энергии постоянного тока, причем упомянутое устройство управления дополнительно содержит:
вспомогательное устройство источника питания, подключенное к цепи подачи энергии постоянного тока, и средство управления нагрузкой, предназначенное для управления нагрузкой, подключенной к вспомогательному устройству источника питания, при этом средство управления нагрузкой, выполненное с возможностью приема от него сигнала состояния преобразователя, представляющего состояние работы упомянутого преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой, и с возможностью управления нагрузкой в соответствии с сигналом состояния преобразователя.
2. Устройство по п.1, в котором средство управления нагрузкой предназначено для управления включением/выключением нагрузки в соответствии с сигналом состояния преобразователя.
3. Устройство по п.2, в котором, когда сигнал состояния преобразователя представляет сигнал, определяющий состояние, в котором, по меньшей мере, любая из команды движения с потреблением энергии и команды регенеративного торможения была подана в преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, средство управления нагрузкой управляет нагрузкой для перевода ее во включенное состояние.
4. Устройство по п.1, которое содержит средство детектирования, предназначенное для детектирования информации о подаче энергии постоянного тока, представляющей состояние подачи энергии постоянного тока цепи подачи энергии постоянного тока, при этом средство управления нагрузкой выполнено с возможностью управления включением/выключением нагрузки в соответствии с сигналом состояния преобразователя и информацией о подаче энергии постоянного тока.
5. Устройство по п.4, в котором сигнал состояния преобразователя представляет собой сигнал, определяющий состояние, в котором, по меньшей мере, одну из команды движения с потреблением энергии и команды регенеративного торможения подаются в преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, при этом информация о подаче энергии постоянного тока представляет постоянное напряжение в цепи подачи энергии постоянного тока, и когда постоянное напряжение превышает заданное значение напряжения, упомянутое средство управления нагрузкой управляет нагрузкой для перевода ее во включенное состояние.
6. Устройство по п.1, в котором средство управления нагрузкой изменяет состояние нагрузки для нагрузки в соответствии с сигналом состояния преобразователя.
7. Устройство по п.6, которое содержит средство детектирования, предназначенное для детектирования информации о подаче энергии постоянного тока, представляющей состояние подачи энергии постоянного тока цепи подачи энергии постоянного тока, при этом средство управления нагрузкой выполнено с возможностью изменения состояния нагрузки для нагрузки в соответствии с сигналом состояния преобразователя и информацией о подаче энергии постоянного тока.
8. Устройство по п.6, в котором, когда сигнал состояния преобразователя представляет сигнал, определяющий состояние, в котором, по меньшей мере, одна из команды движения с потреблением энергии и команды регенеративного торможения поступает в преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, средство управления нагрузкой изменяет нагрузку на состояние высокой нагрузки.
9. Устройство управления для электропоезда, содержащее электродвигатель переменного тока, предназначенный для приведения в движение электропоезда, и преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, предназначенный для управления электродвигателем переменного тока, в котором преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой имеет выводы на стороне постоянного тока, подключенные к цепи подачи энергии постоянного тока электропоезда, и выводы на стороне переменного тока, которые подключены к электродвигателю переменного тока, и в котором при движении электропоезда с потреблением энергии преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой преобразует энергию постоянного тока, подаваемую из цепи подачи энергии постоянного тока к выводам на стороне постоянного тока, в электроэнергию переменного тока, таким образом, чтобы подавать электроэнергию переменного тока с выводов на стороне переменного тока в электродвигатель переменного тока, причем при регенеративном торможении электропоезда он преобразует электроэнергию переменного тока, поступающую от электродвигателя переменного тока к выводам на стороне переменного тока, в электроэнергию постоянного тока для подачи электроэнергии постоянного тока с выводов на стороне постоянного тока в цепь подачи энергии постоянного тока, причем упомянутое устройство управления дополнительно содержит:
вспомогательное устройство источника питания, подключенное к цепи подачи энергии постоянного тока, и средство управления нагрузкой, предназначенное для управления нагрузкой, подключенное к упомянутому вспомогательному устройству источника питания, а также средство детектирования, предназначенное для детектирования информации о подаче энергии постоянного тока, определяющей состояние подачи энергии постоянного тока цепи подачи энергии постоянного тока, при этом средство управления нагрузкой управляет нагрузкой в соответствии с информацией о подаче энергии постоянного тока.
10. Устройство по п.9, в котором средство управления нагрузкой предназначено для управления включением/выключением нагрузки в соответствии с информацией о подаче энергии постоянного тока.
11. Устройство по п.10, в котором информация о подаче энергии постоянного тока представляет постоянное напряжение в цепи подачи энергии постоянного тока, причем, когда это постоянное напряжение превышает заданное значение напряжения, средство управления нагрузкой управляет нагрузкой для перевода ее во включенное состояние.
12. Устройство по п.9, в котором средство управления нагрузкой изменяет состояние нагрузки для нагрузки в соответствии с информацией о подаче энергии постоянного тока.
13. Устройство по п.12, в котором информация о подаче энергии постоянного тока представляет постоянное напряжение цепи подачи энергии постоянного тока, и когда постоянное напряжение превышает заданное значение напряжения упомянутое средство управления нагрузкой управляет нагрузкой, переключая ее в состояние высокой нагрузки.
14. Устройство по п.1 или 9, в котором нагрузка содержит нагреватель кабины и кондиционер воздуха кабины, которые используют выходное напряжение вспомогательного устройства источника питания в качестве источника питания.
| СИСТЕМА ГРУППОВОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ | 1999 |
|
RU2166441C2 |
| JP 2002191102 A, 05.07.2002 | |||
| Насадка для тепло-массообменных аппаратов | 1977 |
|
SU698519A3 |
| US 5589743.31.12.1996. | |||
