422645

О П И С А Н И Е ц 422645ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл, В 601 11/06 оаударстеенный комитетСарета, Министров СССРоа делам изобретенийн открытий Приоритет(088.8) юллетець Ле сания 12,09.7(72) Лвторы изобретения аев, Ю. П. Григорьев, П. Р. Семе ольдштейн, Ю. М. Иньков, В. П.В. П. Феоктистов ковский ордена Ленина и ордена Знамени институт инженеров же порта, Рижский вагоностроитель инский ордена Трудового Красно ктротехнический завод им. М. И. П. И(71) Заявител Трудовоголез нодорожногоный завод иго Знамени Красног тран Талл элКалини ВПТ 4) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ Л Ь-ПОЕЗДА электропередатемам элсктримомента от дивходят кроме гательные цепи дизаряд аккумуляторем управления сигей и т. д.) обычно го генератора; а - от аккумуляторапряжение вспомокачестве которого Изобретение относится кчам дизель-поездов, т. е. к сисческой передачи вращающегозеля на движущие оси, кудатого и вспомогательные цепи.Известны скоростные дизельпоезда с электрической передачей; обычно соответствующая электропередача содержит приводимый во вращение от дизеля главный генератор переменного тока, от которого через тяговый выпрямитель питают соединенные параллельно тяговые двигатели постоянного тока последовательного возбуждения, Регулирование последних производят путем изменения напряжения на выходе главного генератора и за счет ослабления их поля, например, шунтированием обмоток возбуждения двигателя реостата ми.Низковольтные вспомозель-поезда (освещение,ной батареи, питание систнальных и защитных цеппитают от вспомогательнопри выключенном дизелецой батареи. При этом нгатсльного генератора, в можно использовать как генератор постоянного тока, так и генератор переменного тока, стабилизируют на постоянном уровне.Цепи электрического отопления дизсль-поезда обычно питают выходным цестабилизировацным напряжением тягового выпрямителя, или же выходным стабилизированным напряжением специального отопительного генератораа, цаходящсгося на валу дизеля (ФРГ).Кроме того, в составе электропередачи пре. дусматривают преобразователи для питания от аккумуляторной батареи устройств АЛС, радиостанции электропцевматическцх тормозов и других низковольтных цепей, имеющих номинальное напряжение питания ниже, чем напряжение аккумуляторной батареи. Имеются также преобразователи для питания люминссцецтных ламп в салонах для пассажиров обычно напряжением 220 в 400 цли 425 гц.Электрическое торможение в дизель-поездах предусматривают сравнительно редко, хотя в перспективных скоростных поездах с большим числом омоторенных осей оно будет необходимо. При реостатном торможении якорные обмотки тяговых двигателей нагружают на тормозные реостаты, а соединенные цоследовательно обмотки возбуждения питают через тяговый выпрямитель от главного генератора.Для питания обмоток возбуждения главного и вспомогательного генераторов используют бесконтактные тиристорные преобразователи, причем необходимую форму и наклон характеристик главного генератора получают путем ввсдсцця соответствующих функциональных элементов в систему управления преобразователем, питающим обмотку возбуждения этого генератора.Недостатки существующих электропередач дизель-поездов во многом объясняются их плохими противобоксовочными свойствами, что, в свою очередь, можно объяснить крайне неблагоприятными характеристиками системы дизельгспсратор - выпрямитель - тяговыс двигатели. Так при срыве сцепления, когда скорость боксукпцего тягового двигателя быстро возрастает, его ток и, следовательно, ток генератора, резко уменьшается, в результате чего пацряжсцпс па вьыодцых клеммах последнего увеличивается. Благодаря этому боксуощий двигатель ставится в более неблагоприятные условия по ликвидации боксования, а режим работы цебоксующих двигателей и их превентивные свойства также резко ухудшаются,Другой недостаток силовой схемы состоит в том, что при использовании большого числа ступеней ослабления поля сильно увеличиваются габариты ц вес соответствующего коцтакторно-реостатного оборудования, и, следовательно, снижается надежность системы ослабления поля.Аналогичный недостаток свойственен и системе реостатного торможения,Во-первых, для переключения из тягового режима в тормозной и обратно обычно предусматривают большое число контакторов тормозного переключателя. Во-вторых, регулировочные свойства существующих систем реостатного торможения теплоэлектрического подвижного состава не могут считаться удовлетворительными, в особенности при работе в условиях сильных возмущений по управляющему воздействию и изменению нагрузки.Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков и улучшение надежности, весо-габаритцых показателей, регулировочных и эксплуатационных свойств электропередач для дизель-поездов, в особенности предназначенных для пригородного и местного снабжения и повышения эффективности реостатного торможения.В предлагаемой системе это достигается тем, что она снабжена анодной тиристорной токо- сборной группой, катоды которой подключены к общим точкам последовательно соединенных диодов выпрямителя, а аноды - к средним точкам уравнительных реостатов. Тормозной реостат включен между общими точками якорных обмоток и моторными контактами тормозного переключателя, и средняя точка тормозного реостата соединена со средней точ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 кой уравнительного реостата через тормозной контакт тормозного переключателя. Система также снабжена катодной тиристорной токосборной группой, нулевая точка которой подключена к положительной шине системы электроотопления, отрицательная шина которой соединена с отрицательным полюсом тягового выпрямителя.Предлагаемая система представлена на чертеже.Система электроснабжения дизель-поезда содержит главный синхронный генератор 1, находящийся на одном валу с дизелем и имеющий статорную обмотку 2, соединенную в звезду с выведенной общей точкой О, и обмотку возбуждения 3. Выходные клеммы А,В и С статорной обмотки 2 соединены со входами тягового выпрямителя 4, собранного по трехфазной мостовой схеме на диодах. Каждое плечо 5 - 10 этого выпрямителя содержит не менее двух последовательно соединенных диодов. Кроме того, для повышения нагрузочной способности выпрямителя может использоваться параллельное сосдццецис диодов.К выходным клеммам плюс и мицус выпрямителя 4 присоединены соединенные параллельно тяговые двигатели постоянного тока последовательного возбуждения, имеющие якорные обмотки 11 - 14 и обмотки возбуждения 15 - 18 соответственно. Последовательно в цепь каждого из тяговых двигателей включен один из моторных контактов 19 - 22 тормозного переключателя. Общие точки моторных контактов 19 - 22 и якорных обмоток 11 - 14 соединены между собой попарно посредством тормозных реостатов 23 и 24, а общие точки якорных обмоток 11 - 14 и обмоток возбуждения 15 - 18 этих же параллельных групп тяговых двигателей соединены между собой посредством уравнительных реостатов 25 и 26. Средние точки тормозных реостатов 23 и 24 с одной стороны и уравнительных реостатов 25 и 26 с другой соединены между собой посредством тормозных контактов 27 и 28 тормозного переключателя.Кроме того, средняя точка каждого из уравнительных реостатов 25 и 26 через тиристоры 29 - 31 и 32 - 34 соответственно соединена со средними точками диодных плеч 8, 9 и 10 тягового выпрямителя.Соединение обмоток возбуждения 15 - 18 тяговых двигателей с клеммой минус тягового выпрямителя выполнено при помощи двух моторных контактов 35 и 36 тормозного переключателя, Кроме того, одна из обмоток (18) посредством тормозного контакта 37 тормозного переключателя соединена с общей точкой О статорцой обмотки 2 главного гене. ратора 1.К выходной клемме минус тягового выпрямителя 4 присоединена шина минус 38 системы электроотопления дизель-поезда, а шина плюс 39 этой же системы присоеди-" нена через тиристорную токосборную группу 40 к клеммам А, В, С статорной обмотки 2главного генератора 1. Для управления тиристорами группы 40 предусмотрено фазосмещающее устройство 41, входы которого соединены с датчиком 42 температуры в одном цз вагонов дизель-поезда и с устройством 43 для измерения напряжения в системе элсктроотопления.Предложенная электропередача работает следующим образом.Рассмотрим сначала работу силовой части в тяговом режиме по фиг. 1. При вращении дизеля на выходных клеммах А, В и С статорной обмотки 2 главного генератора 1 появляется электрическое трехфазцое напряжение, величину которого регулируют в зависимости от режима работы тяговых двигателей, изменяя ток в обмотке возбуждения 3 и скорость дизеля.Это напряжение выпрямляется выпрялцтелем 4, в результате чего появляется постоянное напряжение с коэффициентом пульсаций около 4%, которое питает тяговые двигатели. При этом в рассматриваемом тяговом режиме замкнуты моторные контакты 19 - 22 и 35, 36 тормозного переключателя, а тормозные контакты 27, 28, 37 разомкнуты. Поэтому ток от клеммы плюс тягового выпрямителя 4 проходит по соединенным последовательно яко- ным обмоткам 11 - 14 и обмоткам возбукдения 15 - 18 соответственно, за счет чего создается электромагнитный вращающий момент и, следовательно, тяговое усилие.Тиристоры 29 - 34 при этом выключецы. Поэтому уравнительные реостаты 25 ц 26 це оказывают в условиях нормального сцепления какого-либо заметного влияния на работу схемы, так как потенциалы соединяемых ими точек практически одинаковы. Величину же сопротивления одной половинки уравнительного реостата выбирают так, чтобы оно было равно сопротивлению, необходимому для ослабления поля тягового двигателя, или несколько меньше его.При боксовании любого из попарно соединенных уравнительным реостатом двигдтслсй, когда его скорость резко увеличивается, ток этого двигателя уменьшается. Следовательно, падение напряжения на его обмотке возбуждения также становится меньше и начшгастся ес подпитка от другой паралельцо ветви через уравнительный реостат. Это способствует усилению поля боксующего двигателя и, значит, снижению его момента и скорейшему прекращению боксования. Сила тяги небоксуоп 1 сго двигателя при этом несколько сциждстся, что предохраняет его от срыва сцепления во время скачкообразного повьпнецця цапрякения генератора 1 в начальныи момент боксованця, Режим работы других двух двигателей при этом не меняются.Как известно, по мере разгона дизель-поезда нужно постепенно увеличивать цапряксццс главного генератора 1, а когда оно стацст максимальным, то пост пенно ослаблять поло тяговых двигателей, Для ослабления поля цоб 5 руют црц помощи фазосмещающсго устройства 41, которос в свою очсрсдь работает по сигналам управлснця, поступающим от датчика тсмпсратуры 42 ц датчика ндп 1 юксция степс 1 шо увеличивают угол проводимости тирцсторов 29 - 34 от нуля до максимального. В частном случае максимальным может быть угол 180 эл. град.Прц этом поле тяговых двигателей ослабляется. тдк кдк часть тока ответвляется через урдвцитсльцьц реостат ц тпрпсторы в генератор, минуя обмотку возбуждения. Тцристоры 29 - 34 работают в режиме естественной ком мутации, запираясь вместе с соотвстствующцми диодами плеч 8 - 1 О выпрямителя 4 его обратным напряжением. Для управления этими тирцсторамц должно быть предусмотрено фазоврдщающсо устройство, нс показанное ца фцг. 1.При переходе в режим рсостатцого торможения псрскл 1 очдот тормозной перекл 1 очатель, в результате чсго размыкаются сго контакты 19 - 22 ц 35, 36 ц замыкаются контакты 27, 20 28 ц 37. Каждая якорная обмотка нагружается црп этом ца своо секцию тормозного реостата 23 цлц 24, От клемлы плюс выпрямителя 4 этц обмотки отключаются прц помощи контактов 19 - 22, как было рассмотрено вьцпс.25 Все обмотки возбуждения в режиме рсостатного торможения соединяются последовательно и питаются от главного гсцератора 1 через выпрямительные плечи 8 - 10, соединенные по схеме трехфазцого нулевого выпрями теля. Ток возбуждения проходит от точки 0статорной обмотки 2 главного генератора 1 через контакт 37, обмотку возбуждения 18, уравнительный реостат, обмотки возбуждения 17 ц 16, уравнительный реостат 25, обмотку 35 возбуждения 15 ц через плечи 8, 9 цлп 10 тягового выпрямителя 4 возвращается обратнов генератор.Уравнительные рсостаты 25 ц 26 в рассматриваемой схеме в режиме реостатного тормо 40 жения включены ц в цепь тормозного тока,в цепь тока возбуждения, причем направле нце обоих токов совпадает. Направленце токов показано для режима рсостдтцого торможения. Следовательно, уравцитсльпыс реостдты 45 играют в ддццой схсмс роль стабилизирующихсопротивлений, которые обычно вводят в схему для повышения устойчивости тормозного режима.Питание сцстслы элсктроотоплсцця поезда 50 производят постоянным током за счет отборамощцостц с вь 1 хода главного гсцсраторд 1.Выпрямленпс переменного напряжения этого генератора и стабилизацию выпрямленного напряжения производят выпрямителем, кото рый образован тцрцсторцой группой 40 ц дцодными цлечамц 8, 9 и 10.Изл 1 сняя угол проводимости тцрцсторовгрупп 1,1 40, л 0)кцо поддерживать ндп 1 яжение в системе отоплсцця постоянным (точное ог ранцчивать ца постоянным уровне).Угол проводилости тцрцсторов (40) регули422645 3 линщрпотапсн 43. Реализован следующий закон управления.Если температура в одном из вагонов дизельпоезда, где установлен датчик 42, опускается ниже минимальной ставки, то фазосмещающее устройство работает по принципу стабилизации напряжением между шинами 38 и 39,используя для этого сигналы датчика 43.,Если же температура в вагоне поднимается выше максимальной установки, то фазосмещающее устройство 4 выключает тиристоры 10(401. При помощи фазосмещающего устройства 4.1 могут быть также заданы, например,зимний и летний режимы отопления, характеризующиеся соответственно более высоким иболее .низким уровнем стабилизированного напряжения высоковольтного в поездных шинах38 и 39,Предмет изобретенияСистема электроснабжения дизель-поезда, 20 содержащая соединенный с дизелем трехфазный синхронный генератор, статорная обмотка которого подключена через мостовой выпрямитель, плечи которого выполнены в виде последовательно соединенных диодов, к парал лельно соединенным тяговым двигателям постоянного тока последовательного возбуждения, общая точка якорных обмоток и обмоток возбуждения которых соединены через уравнительные реостаты, тормозной реостат, тормозной переключатель и систему электроотопления, отличающаяся тем, что, с целью улучшения регулировочных свойств и повышения эффективности реостатного торможения, она снабжена анодной тиристорной токосборной группой, катоды которой подключены к общим точкам последовательно соединенных диодов выпрямителя, а аноды - к средним точкам уравнительных реостатов, тормозной реостат включен между общими точками якорных обмоток и моторными контактами тормозного переключателя, и средняя точка тормозного реостата соединена со средней точкой уравнительного реостата через тормозной контакт тормозного переключателя.2. Система электроснабжения дизель-поезда, по п, 1, отличающаяся тем, что она снабжена катодной тиристорной токосборной группой, нулевая точка которой подключена к положительной шине электроотопления, отрицательная шина которой соединена с отпицательным полюсом выпрямителя.