Силовая схема турбоаккумуляторного поезда

 

«И;

«« т»: н »+ 49QK;««„ » ибдиот:к МЬА

ОП ИСАЙ

Союз Соеетских

Социалистичесюа

Республик (11) 522Cf78

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СЗИдй:Т1:ЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено27.07.72 (21) 1817254/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.76 Бюллетень № 27 (46) Дата опубликования описания 24,08.76 (51) М Кл.2

В 60т. 13/)g

1ащдирстииииый иииитит

Ваиатв Миииатраи CNP ии лилия изойритииий и итирьтий (53) УДК 621.335.4-835 (088.8) И. П. Исаев, Н. И. Краснобаев, П. Р. Селенов, А. И. Гольдштейн, Ю. М, Иньков, В. П. Пацановский, A. Г. Титов, В. П. Феоктистов, И. Б. Шредер и О. Г. Чаусов (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта, Прибалтийская ордена Октябрьской Революции железная дорога, Рижский ордена

Трудового Коасног0 Знамени вагоностроительный завод и Таллинский ордена Трудового Красного Знамени электротехнический завод им. М.И. Калинина (И) Заявители (54) СИЛОВАЯ СХЕМА ТУРЕОАККУМУЛЯТОРНОГО ПОЕЗДА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к силовым установкам мотор-вагонных поездов с газотурбинными первичными двигатслями и буфериыми тяговыми аккумуляторными батареями.

Известны мотор-вагонные поезда, силовые установки которых содержат первичный тепловой двигатель, например газовую турбину, а также связанный с ним синхронный генератор переменного тока, выходные клеммы которого через выпрямитель соединены с тяговыми электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения.

Кроме того, силовая установка содержит 15 тяговую аккумуляторную батарею, при помощи которой запасают избыточную энергию первичного двигателя, а затем используют ее для питания тяговых электродвигателей.

Тяговую аккумуляторную батарею применяют gp также для реализации режима рекуперативного торможения поезда.

Недостаток известных силовых установок турбоаккумуляторных поездов — сложность соответствуюпптх систем регулирования и иа неполное использование мощности газовой турбины и тяговой аккумуляторной батареи.

Особенно сильно проявляется этот недостаток в режимах пуска поезда от нулевой скорости выбега, рекуперативного торможения, а также на стоянке.

Цель изобретения — расширение пределов регулирования силовой установки, а также улучшение использования мощности газовой турбины и тяговой аккумуляторной батареи.

Это достигается тем, что известная силовая установка, содержащая газовую турбину и механически связанньж с ней синхронный генератор переменного тока, выходные клеммы которого через выпрямитель соединены с тяговыми электродвигателями постоянного тока последовательного возбуждения и с тяговой аккумуляторной батареей, снабжена однофазной мостовой схемой, включенной последовательно в цепь тяговых электродвигателей, причем два ее противоположных плеча выполнены на диодах, в третье плечо включен контакт контактора пе.е„.:. чения, в четвертое — тиристорный кл

3 в диагональ однофазной мостовой схемы чена тяговая аккумуляторная батарея .; Йа фиг. 1 показана упрошенная принци:пиальная схема силовой установки турбоак-. кумуляторного поезда для режима тяги; на „ фиг. 2 - то же, для режима электричес

goro .торможения; на фиг. 3 - то же, при заряде аккумуляторной батареи от газовой турбиньп а) начальная стадия заряда;

5) ЗаКЛЮЧИтЕЛЬНая СтадИя Зарядами .На фИГе @

4 полная: принципйальная схема силовой установки турбоаккумуляторного поезда.

Силовая установка турбоаккумуляториого, йоезда содержит (см. фиг. 1) газовую тур-. . бийу 1, с которой механически связйи сии @ ргроннмй еаеигрииеоиий генератор 2, саеоже ь-

Ized возбудителем 3. Выходные клеммы ге-:. )

izepampa 2 присоединены к выпрямителюр выполненному по трехфазной мостовой схем аа диодах 4-9. К выходам выпрямителя по

:ключена однофазная мостовая схема, образо ааiнми ионтаатором 10, неонами 11, 12 и j

Ъ иристорным ключом 13. В диагональ этой сжемы включена тяговая аккумуляторная ба1, тарея 14. Посдедовательно с однофазной мас фовой схемой включены -тяговйй 1алектродии . атель 15 постоянного тока последователь

ro возбужд,ения и сглаживаюший реактор 6, Тяговый электродвигатель 15 имеет. корную обмотку 17 и обмотку возбуждени ф8, заи унтированную диодом 19.

При трогании поезда контактзр-й.О разо

:кнут, тиристорный ключ 13 Выключен., С помощь1о возбудителя 3 на выходе генера тора 2 и выпрямителя на диодах 4-9 под держивают стабильное напряжение, равное номинальному. При атом от клеммы плюс ого выпрямителя ток протекает чере од 11, тяговую аккумуляторную батаРек

4 против ее э.д.с., диод 12, электродвиг

15 и сглаживаюший реактор 16. Вели тока в этой цепи определяется разницей выходного напряжения вымря;, ителя на ди дах 4-9 и напряжения тяговой аккумуляторно батареи,14. Так как эти напряжения выбраны имерно одинаковыми, в цепи тягового an

"гродвигателя 15 будет протекать лишь не шой ток, необходимый дпя плавного .тро аиия поезда.

Дальнейшее повышение тока тягового э двигателя 15 и поддержание его на зад

1иом уровне по мере разгона поезда осуш твляется. путем импульсного включения ти ристорного кшоча. 13 и постепенного повыШения его коэффициента заполнения, котор )85 ен отношению времени его включенного ростояния в течение периода импульса и тельности дериода» При этом часть моши зовой турбины 1 и, следовательно, гене- ра тора : 2 расходуется ga тягу поезд, -@ Ю

Nacia - на заряд аккумуляторной батарей 14.

Когда тиристорный ключ 13 включен к двиг

::/ релю приложено напряжение выпрямителя на,. диодах 4-9, .а когда ключ 13 выключен—, разница напряжений выпрямителя на диодах

59 и аккумуляторной батареи 14.

Когда (по мере разгона поезда) коэффи-) циент заполнения тиристорйого ключа 13 ,станет равным единице, то к электр)двнгателФ 15 будет постоянно приложено полное

1напряжение выпрямителя на диодах 4-9.

Для дальнейшего разгоиа, поезда выклю тиристорный ключ 13 и включают кон,, актор 10.,При этом к электродвигателю

: 15 как и до переключения приложено напр тжение выщэямителя На диодах 4 ее9е Затем

I (по мере разгона поезда) включают тирис- . .торный кл|оч 13, постепенно увеличивая

t ,коэффициент заполнения до единицы» При этом, когда тиристорный ключ 13 выключе, к электродвигателю 15 приложено папряж ние выпрямителя на диодах 4-9, а когда ключ 13 випочен, - суммарное напряжение,. аккумуляторной батареи 14 и выпрямителя ) на диодах 4- -9. В заключитепьйой стщ ин пуска, ; когда тирнсторный ключ 13 полностью включен, к электродвигателю 15 ппиложено суммарное

,.напряжение аккумуляторной батареи 14 и: ) выпрямителя на диодах 49. Энергия на тв . " гу поезда потребляется при em zaz заочной турбины 1 так и от аккумуляторно ййяаии1,М.

Дальнейший разгон поезда йрой ведя;т:, )

:.путем ослабления попа тягового злектродвнф, гателя 15.:Для этого тиристорный ключ 13 переключают параллепьно обмотке воз"

,сия 18 алектродвигателя 15. При переходе в режим электрического торможения поезда переключакю схему с

1 ой установки, как показано на фиг. 2. Пр тиристорный ключ 13 включен парайп но обмотке возбуждения 18 электро

15. Последовательнс с ключом 13 ..: чен резистор 20. Последовательно в" епь диода 12 включен тормозной резистор

1 11 з&шунтированный,контактом 22 ко !тра переключения. В режиме электричес, го торможения газовая турбина работает saI остом ходу, напряжение на выходе тора 2 и, следовательно, выпрямителя mt) одах 4-9 отсутствует.

1 Ток тягового электродвигателя 15, ра, ботаюшего в генераторном режиме, проте ет от его клеммы шпос» tepee сг

4ций реактор 16, диодьф4-9, диод 11, . кумуляторную . батарею 14 против ее э.д.с»

,диод 12 и тормозной резистор 21 к zne

" "минус тягового электродвигателя. В зон

} ,,высоких ск9ростей,движения поезда,, когда

6 напряжение электродвигателя 15 значитель- 1 но превышает напряжение аккумуляторной батареи 14, контактор 22 разомкнут, и тормозной ток протекает !через резистор 2Х)

При этом часть мощности, генерируемой 6 яговым электродвигателем 18, идет ца э яд аккумуляторной батареи 14, а другая часть ее гасится на тормозном резисторе . !

21, т.е. реализуется режим рекуперативно-, / еостатного торможения. I ф

В зоне низких скоростей поезда, когда,

) апряжение тягового электродвигателя ста, овится равным напряжению тяговой аккуму-} ляторной батареи 14р" контакт 22 контактср4

1 а эамыкаяот. При этом реализуется,режим екуперативного торможения. Тормозной то спольэуемый для заряда аккумуляторной атареи 14, регулируют путем изменения коэффициента заполнения тиристорного кшо-

-ча 13. " рр

На фиг. 3 приведены схемы подзаряд;

Фа уМуляторной. батареи 14 от генератора 2. стояний; щти выбеге. Схему, изображея-: на фиг 3+ ) используют, если выход- :

1 ое напряженйе выпрямителя на диодах 4-9 я

1 ьше э.д.с, аккумуляторной бат@реи 14, ри оиом,ee оириииыи тои!рогуоирриФ, им, ем изменения тока возбуждения генератора

2 при помощи возбудителя 3 Схему, изоб- ( иную на фиг. 36, используют в зак1 39 ючительной стадии заряда, когда э.д.с. муляторной батареи 14 может быть фи-, е выходного напряжения вьшрямителя на одах 4-9. Зарядный Мк при этом регули изменением коэффициента заполнения gg ириаторного ключа 13.

Hi фиг. 4 даи пример практического ио олнения силовой установки для поезда им -, : !

его Ha секцию газовую Typ6may 1 с res раторэм 2 и выйрямителем на диодах 4-9р

1 две тяговые аккумуляторные батареи 14 и четыре блока Х, П, И1и f9 с тяговыми двигателями.. Каждый блок содержит контай ты 23-25 контакторов для переключения режимов тяги, электрического торможения и заряда аккумуляторнЖ батарей, а также контакты 26 контакторов для реверсирования двигателей.

Технико-экономическая эффективность предложенной силовой схемы турбоаккумуляторного поезда по сравнению с известны= ми схемами аналогичного назначения oIIpe= деляется улучшением регулировочных свойств силовой схемы, возможностью более полного

,рационального использования мощности газовой турбины H аккумуляторной батареями

Формула изобретения

Силовая схема турбоаккумуляторного

1 поезда, содержащая тяговую аккумуляторную батарею, соединенную с синхронным генера тором переменного тока, подключенным че= рез выпрямитель к тяговым электродвигателям постоянного тока последовательного . возбуждения, о т л и ч а ю m а я с и тем, что, с целью улучшения использования мощности первичного двигателя, расширений пределов регулирования, оно снабжено морф том, два противоположных плеча которого образованы диодами, в третье плечо a, чен контакт контаьтора переключения, а в четвеРтое тиРистОРный ключр Одна . наль моста подключена между(вйпрямите, лем и тяговым электродвигателем, и в гую !диагонай включена аккумуляториад

Ьатарея.

522078

Составитель В. Попова

Редактор Т. Загребельная Техред М. Ликович Корректор 3. Фанта

Заказ 3824/345 Тираж 901 Подписное

Ш4ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4