Система безопасного измерения напряжений и токов высоковольтных цепей электровоза

Изобретение относится к области систем измерения высоковольтных сигналов для тягового подвижного состава. Система включает в себя высоковольтный предохранитель, первый и второй измерительные шунты, первый, второй и третий измерительные преобразователи, блок питания, киловольтметр, первый и второй амперметры. Первый измерительный преобразователь входом связан с выходом высоковольтного предохранителя, а выходом - с киловольтметром, второй измерительный преобразователь входом связан с выходом первого измерительного шунта, а выходом связан с первым амперметром, третий измерительный преобразователь входом связан с выходом второго измерительного шунта, а выходом - с вторым амперметром, блок питания входом связан со схемой цепей управления электровоза, а выходом - с входами питания первого, второго и третьего измерительных преобразователей, а выходы первого, второго и третьего измерительных преобразователей гальванически развязаны от соответствующих измерительных входов и являются низковольтными с безопасным для человека уровнем напряжения. Техническим результатом является повышение безопасности системы измерения высоковольтных сигналов, а также исключение разрушающего воздействия высокого напряжения на указанные приборы при аварийных режимах работы высоковольтного оборудования электровоза. 1 ил.

 

Изобретение относится к области систем измерения высоковольтных сигналов для тягового подвижного состава.

Известна штатная схема электровоза постоянного тока серий ВЛ10, ВЛ11, реализующая способ измерения напряжений и токов высоковольтных цепей электровоза при котором используется контактный метод измерения напряжения и токов силовой цепи (Э.С. Вохмянин, В.Ю. Чумаков, «Электрические схемы электровозов ВЛ11 и ВЛ11м», Москва, ИКЦ «Академкнига», 2003, вкладка с электрическими схемами).

Недостатком известного решения является повышенная опасность поражения локомотивной бригады или обслуживающего персонала электрическим током высокого напряжения, т.к. к измерительным приборам в кабине машиниста подводится высокое напряжение.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является повышение безопасности системы измерения высоковольтных сигналов, путем исключения возможности поражения локомотивной бригады и обслуживающего персонала локомотивных депо электрическим током высокого напряжения от измерительных приборов, расположенных на пульте машиниста, а также исключение разрушающего воздействия высокого напряжения на указанные приборы при аварийных режимах работы высоковольтного оборудования электровоза.

Указанный технический результат достигается тем, что система измерения напряжений и токов высоковольтных цепей электровоза содержит связанные со схемой силовых цепей электровоза высоковольтный предохранитель, первый и второй измерительные шунты, киловольтметр, первый и второй амперметры и измерительные преобразователи, причем первый измерительный преобразователь входом связан с выходом высоковольтного предохранителя, а выходом - с киловольтметром, второй измерительный преобразователь входом связан с выходом первого измерительного шунта, а выходом связан с первым амперметром, третий измерительный преобразователь входом связан с выходом второго измерительного шунта, а выходом - с вторым амперметром, блок питания входом связан со схемой цепей управления электровоза, а выходом - с входами питания первого, второго и третьего измерительных преобразователей, а выходы первого, второго и третьего измерительных преобразователей гальванически развязаны от соответствующих измерительных входов и являются низковольтными, т.е. с безопасным для человека уровнем напряжения.

Заявляемое решение конкретизировано на фиг.1, где представлена структурная схема заявляемой системы измерения.

Заявляемая система содержит схему силовых цепей электровоза 1, выходы которой связаны с входами высоковольтного предохранителя 2, первого измерительного шунта 3 и второго измерительного шунта 4. Выход высоковольтного предохранителя 2 связан с входом первого измерительного преобразователя 5, выход первого измерительного шунта 3 связан с входом второго измерительного преобразователя 6, а выход второго измерительного шунта 4 связан с входом третьего измерительного преобразователя 7. Система снабжена блоком питания 8, выход которого связан со вторыми входами измерительных преобразователей 5, 6 и 7. Выход первого измерительного блока 5 связан с входом киловольтметра 9, выход второго измерительного блока 6 связан с входом первого амперметра 10, а выход третьего измерительного блока 7 связан с входом второго амперметра 11. Система содержит также схему цепей управления электровоза 12, выход которой связан с входом блока питания 8.

Схема силовых цепей электровоза 1 предназначена для обеспечения питания тяговых двигателей электровоза в соответствии с заданным режимом работы.

Высоковольтный предохранитель 2 предназначен для защиты высоковольтных цепей электровоза от короткого замыкания в измерительных цепях.

Первый измерительный шунт 3 предназначен для формирования измерительного сигнала, пропорционального величине тока в цепи якоря тягового двигателя.

Второй измерительный шунт 4 предназначен для формирования измерительного сигнала, пропорционального величине тока в цепи обмотки возбуждения тягового двигателя.

Первый измерительный преобразователь 5 предназначен для преобразования входного высоковольтного сигнала, равного величине напряжения в контактной сети и поступающего из схемы силовых цепей электровоза через высоковольтный предохранитель 2, в гальванически развязанный низковольтный выходной сигнал, величина которого пропорциональна величине входного сигнала.

Второй измерительный преобразователь 6 предназначен для преобразования входного высоковольтного сигнала, поступающего от первого измерительного шунта 3, включенного в цепь якоря тягового электродвигателя, являющуюся частью схемы силовых цепей электровоза, в гальванически развязанный низковольтный выходной сигнал, величина которого пропорциональна величине входного сигнала, а направление тока в выходной цепи изменяется в соответствии с изменением направления тока во входной высоковольтной цепи.

Третий измерительный преобразователь 7 предназначен для преобразования входного высоковольтного сигнала, поступающего от второго измерительного шунта 4, включенного в цепь обмотки возбуждения тягового электродвигателя, являющуюся частью схемы силовых цепей электровоза, в гальванически развязанный низковольтный выходной сигнал, величина которого пропорциональна величине входного сигнала.

Блок питания 8 получает питание от схемы цепей управления электровоза 12 и формирует стабилизированное напряжение для питания измерительных преобразователей 5, 6, 7.

Киловольтметр 9 предназначен для измерения низковольтного сигнала, поступающего от первого измерительного преобразователя 5, и отображения его значения в виде положения стрелки относительно цифровой шкалы. При этом указанное значение цифровой шкалы является измеренным значением напряжения контактной сети.

Первый амперметр 10 предназначен для измерения низковольтного сигнала, поступающего от второго измерительного преобразователя 6, и отображения его значения в виде положения стрелки относительно цифровой шкалы. При этом указанное значение цифровой шкалы является измеренным значением тока якоря тягового электродвигателя.

Второй амперметр 11 предназначен для измерения низковольтного сигнала, поступающего от третьего измерительного преобразователя 7, и отображения его значения в виде положения стрелки относительно цифровой шкалы. При этом указанное значение цифровой шкалы является измеренным значением тока возбуждения тягового электродвигателя.

Схема цепей управления электровоза 12 является источником питания блока питания 8. При этом точка подключения к схеме цепей управления выбирается так, чтобы входное напряжение на блок питания 8 подавалось непосредственно перед поднятием токоприемника (т.е. перед подачей высокого напряжения на оборудование электровоза).

Заявляемая система реализует бесконтактный способ измерения, при котором применяются штатные измерительные шунты электровоза и гальванически развязанные измерительные преобразователи напряжения.

Система позволяет производить измерения для каждой секции электровоза одинаковым комплектом оборудования, в который входят: высоковольтный предохранитель, первый и второй измерительные шунты, первый, второй и третий измерительные преобразователи, блок питания, киловольтметр, первый и второй амперметры.

Заявляемая система работает следующим образом.

Высоковольтный сигнал, равный величине напряжения в контактной сети, из схемы силовых цепей электровоза 1 через высоковольтный предохранитель 2 поступает на измерительный вход первого измерительного преобразователя 5. На выходе преобразователя 5 формируется низковольтный сигнал, уровень которого находится в линейной зависимости от уровня входного высоковольтного сигнала. С выхода измерительного преобразователя 5 низковольтный сигнал подается на киловольтметр 9, установленный на пульте в кабине машиниста. Показание стрелки киловольтметра 9 является измеренным значением напряжения контактной сети.

На первом измерительном шунте 3, связанном со схемой силовых цепей электровоза 1, выделяется высоковольтный (относительно корпуса электровоза) сигнал, уровень которого линейно зависит от уровня тока в цепи якоря тягового двигателя, в которую включен указанный шунт. При этом полярность указанного высоковольтного сигнала определяется направлением тока в цепи якоря тягового двигателя. С выхода первого измерительного шунта 3 высоковольтный сигнал поступает на измерительный вход второго преобразователя 6. На выходе преобразователя 6 формируется низковольтный сигнал, уровень которого находится в линейной зависимости от уровня входного высоковольтного сигнала. С выхода измерительного преобразователя 6 низковольтный сигнал подается на первый амперметр 10, установленный на пульте в кабине машиниста. Показание стрелки амперметра 10 является измеренным значением тока якоря тягового электродвигателя.

На втором измерительном шунте 4, связанном со схемой силовых цепей электровоза 1, выделяется высоковольтный (относительно корпуса электровоза) сигнал, уровень которого линейно зависит от уровня тока в цепи обмотки возбуждения тягового двигателя, в которую включен указанный шунт. С выхода второго измерительного шунта 4 высоковольтный сигнал поступает на измерительный вход третьего преобразователя 7. На выходе преобразователя 7 формируется низковольтный сигнал, уровень которого находится в линейной зависимости от уровня входного высоковольтного сигнала. С выхода измерительного преобразователя 7 низковольтный сигнал подается на второй амперметр 11, установленный на пульте в кабине машиниста. Показание стрелки амперметра 11 является измеренным значением тока возбуждения тягового электродвигателя.

Выходные низковольтные сигналы всех измерительных преобразователей гальванически развязаны от соответствующих входных высоковольтных сигналов, что позволяет ограничить высоковольтные цепи входами измерительных преобразователей 2, 3, 4.

Элементы 1-4, 9-12 являются штатным оборудованием электровоза и используются в предложенной схеме измерений без какой-либо доработки.

Данный метод измерения характеризуется повышенной безопасностью и небольшой стоимостью измерительного оборудования.

Система измерения напряжений и токов высоковольтных цепей электровоза, содержащая связанные со схемой силовых цепей электровоза высоковольтный предохранитель, первый и второй измерительные шунты, киловольтметр, первый и второй амперметры и измерительные преобразователи, причем первый измерительный преобразователь входом связан с выходом высоковольтного предохранителя, а выходом - с киловольтметром, второй измерительный преобразователь входом связан с выходом первого измерительного шунта, а выходом связан с первым амперметром, третий измерительный преобразователь входом связан с выходом второго измерительного шунта, а выходом - с вторым амперметром, блок питания входом связан со схемой цепей управления электровоза, а выходом - с входами питания первого, второго и третьего измерительных преобразователей, а выходы первого, второго и третьего измерительных преобразователей гальванически развязаны от соответствующих измерительных входов и являются низковольтными.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к управлению гибридным транспортным средством. Система управления гибридным транспортным средством содержит модуль определения напряжения аккумулятора; модуль управления напряжением в рамках диапазона заданного предельного напряжения; модуль управления мощностью, который вычисляет второе значение мощности, доступное стабильно от текущего времени в течение предварительно определенного времени, на основе состояний аккумулятора и в соответствии с результатами вычисления управляет выводом аккумулятора.

Изобретение относится к устройствам передачи мощности в электромобилях. Устройство передачи мощности для транспортного средства содержит электродвигатель с валом ротора и статор с электромагнитной катушкой; инвертор, генерирующий переменный ток и соединенный с катушкой; редуктор с входным валом, выходным валом и шестернями.

Система управления зарядной емкостью для батареи, предоставленной на транспортном средстве с электрическим двигателем в качестве источника приведения в движение, включает в себя: модуль оценки изношенного состояния, который оценивает изношенное состояние батареи, модуль установки зон, который устанавливает зарядную емкость, когда батарея может использоваться во множестве зон в соответствии с изношенным состоянием батареи, модуль вычисления заряженного состояния, который вычисляет заряженное состояние батареи; модуль определения зоны, который определяет, к какой зоне из множества зон, установленных модулем установки зон, относится заряженное состояние батареи и модуль предписания управления, который предписывает выполнение управления в связи с зарядкой или разрядкой батареи в соответствии с зоной, которая определена модулем определения зоны.

Использование: в области электротехники. Технический результат - упрощение системы распределения электроэнергии, снижение общей массы и габаритов оборудования, а также уменьшение мощности потерь при сохранении необходимых уровней и параметров качества электроэнергии.

Модульная единая корабельная электроэнергетическая система МЕ ЭЭС содержит единый источник электроэнергии, главный распределительный щит, распределительные щиты сети общесудовых приемников и сети приемников гребной установки.

Изобретение относится к электрическому транспортному средству. .

Изобретение относится к работе гибридного транспортного средства. В способе управления работой гибридного транспортного средства при неисправности энергетической системы высокое напряжение преобразуют в низкое напряжение для питания по меньшей мере одного блока управления гибридного транспортного средства. При выявлении неисправности в высоковольтной энергетической системе ее отсоединяют от электрического приводного агрегата. После отсоединения высоковольтной энергетической системы электрический приводной агрегат переводят в состояние, предназначенное для генерирования некритичного в отношении безопасности пользователя напряжения, которое для питания, по меньшей мере, одного блока управления преобразуют в низкое напряжение. Устройство для реализации вышеописанного способа управления содержит по меньшей мере два приводных агрегата, один электрический приводной агрегат, высоковольтную и низковольтную энергетическую систему и блоки управления гибридного транспортного средства. Также имеются средства перевода электрического приводного агрегата в состояние, предназначенное для генерирования некритичного напряжения. Достигается возможность движения ТС на аварийном ходу без высокого напряжения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам диагностирования и контроля, а именно к диагностированию аккумулятора транспортного средства. Устройство диагностики аккумулятора транспортного средства, которое диагностирует статистику состояния использования аккумуляторной батареи, и, которое представляет меру подавления ухудшения характеристик аккумулятора. Устройство диагностики содержит средство хранения для хранения альтернативной меры подавления для фактора, обуславливающего ухудшение характеристик аккумуляторной батареи, и средство диагностики для запрещения представления альтернативной меры подавления в качестве меры подавления, если альтернативная мера подавления не удовлетворяет определенному критерию представления. Достигается повышение срока службы аккумулятора. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к бесконтактному зарядному устройству. Бесконтактное зарядное устройство содержит устройство приема мощности, содержащее катушку; аккумулятор; модуль определения состояния заряда аккумулятора; модуль задания допустимого диапазона для процесса заряда; модуль управления зарядом для управления мощностью процесса заряда для аккумулятора и дисплей для отображения допустимого диапазона для процесса заряда. Модуль задания допустимого диапазона для процесса заряда задает допустимый диапазон для процесса заряда шире по мере того, как состояние заряда выше. Повышается удобство пользования. 5 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к области электроснабжения электроподвижного состава железнодорожного транспорта. В способе измеряют информационно-измерительным комплексом на борту электроподвижного состава приращения расхода и рекуперации электрической энергии. Измеряют географические координаты местоположения состава с заданным интервалом и привязкой к глобальному времени. На сервере сбора и обработки данных верхнего уровня определяют значение расхода и значение рекуперации путем арифметического сложения приращений расхода wi' и приращений рекуперации wi'' электрической энергии j-м электроподвижным составом, зафиксированных в расчетном периоде T в границах k-й зоны учета. Расход и рекуперация электрической энергии в границах k-й зоны учета всеми единицами электроподвижного состава за период T определяется по формулам: Технический результат изобретения заключается в реализации возможности определения абсолютных и удельных значений расхода и рекуперации электрической энергии электроподвижным составом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к приему и передаче электрической мощности на транспортное средство. Устройство приема электрической мощности для транспортного средства содержит модуль приема электрической мощности, принимающий электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности бесконтактным способом; узел связи, который передает информацию относительно позиции или размеров модуля приема электрической мощности в устройство передачи электрической мощности. Устройство управления управляет узлом связи и уведомляет пассажира относительно результата определения в отношении желательности бесконтактного заряда, определение по которой выполнено на основе упомянутой информации. Изобретение также относится к устройству передачи электрической мощности, аналогично вышеуказанному устройству приема мощности и к системе бесконтактной передачи/приема электрической мощности, содержащей вышеупомянутые устройство приема и устройство передачи мощности. Решение направлено на расширение функциональных возможностей. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 24 ил.

Изобретение относится к монтажу электрических силовых установок, в частности к конструктивному сопряжению электрических двигателей с электрическими элементами. Объединенный силовой электрический блок, установленный на электрическом транспортном средстве, содержит первый силовой электрический блок, второй силовой электрический блок, канал, сапун, второй канал и охлаждающее устройство. Второй силовой электрический блок размещен поверх первого силового электрического блока в вертикальном направлении. Первый канал соединяет первый и второй силовые электрические блоки так, чтобы протекал воздух. Сапун, предусмотренный во втором силовом электрическом блоке, обеспечивает сообщение внутренней и внешней сторон блока. Третий силовой электрический блок размещен под первым силовым электрическим блоком в вертикальном направлении. Второй канал соединяет первый и третий блоки так, чтобы протекал воздух. Охлаждающее устройство размещено между первым и вторым каналом. Технический результат заключается в предотвращении попадания воды в силовой электрический блок. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электрооборудованию транспортного средства и может быть использовано для определения количества перегревов и времени перегрева двигателя транспортного средства. Транспортное средство содержит двигатель с датчиком перегрева двигателя. Датчик перегрева соединен со счетчиком количества перегревов. Достигается увеличение срока эксплуатации, улучшение эксплуатационных характеристик, повышение показателей надежности и безопасности движения, долговечности, а также получение достоверной информации о фактическом состоянии и степени износа двигателя. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к схемам защиты электрических приборов. Устройство защиты (5) выполнено с возможностью управлять электрическим прибором (3). При этом прибор (3) выполнен с возможностью подключения между источником электрической энергии и бортовым агрегатом автотранспортного средства (1). Устройство (5) содержит схему (9) обнаружения токов утечки и оценки токов касания, выполненную с возможностью подключения к линиям (4a, 4b, 4c, 8) электрического соединения прибора (3), схему (14) измерения тока массы и средства (11) управления работой прибора (3) в зависимости от оценочного уровня токов касания и от измеренного уровня тока массы. Второй объект включает в себя способ защиты электрического прибора (3). Технический результат заключается в повышении надежности защиты электроприборов транспортных средств при изменении уровня токов касания. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству электропитания ТС. Устройство электропитания транспортного средства содержит батарею; терминал внешнего вывода для снабжения внешнего устройства электропитанием, выводимым из батареи. Во включенном состоянии переключателя внешнего вывода электропитание подается из батареи к терминалу внешнего вывода, а в выключенном состоянии подача электропитания к терминалу остановлена. Когда транспортное средство переходит из включенного режима с генерируемой движущей силой в выключенный режим, блок управления переключателем устанавливает переключатель внешнего вывода в выключенное состояние одновременно с переходом. Когда транспортное средство переходит из включенного режима без генерируемой движущей силы в выключенный режим, блок управления переключателем поддерживает включенное состояние переключателя внешнего вывода. Предотвращается потребление энергии в батарее. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для диагностики состояния изоляции силового электрического оборудования, в частности электроподвижного состава железных дорог. Технический результат повышение точности оценки текущего и прогнозного состояния сопротивления изоляции и получение непрерывной информации о ее состоянии. Сущность: в устройство дополнительно введены блок формирования импульсного напряжения, модуль памяти, блок вычисления прогнозируемых параметров, индикатор влажности изоляции и прогнозирования сопротивления изоляции, одновибратор периодических импульсов и мультивибратор. Блок формирования импульсного напряжения представляет собой цепь из последовательно соединенных индуктивности, диода и конденсатора, а также коммутатор, первый и второй входы которого подключены параллельно диоду и конденсатору. Первым входом блока формирования импульсного напряжения, подключенным к «плюсовому» выходу источника напряжения постоянного тока, является вывод индуктивности, а вторым его входом, подключенным к «минусовому» выходу источника напряжения постоянного тока, является вывод конденсатора, который одновременно является вторым выходом блока формирования импульсного напряжения, первым выходом которого является точка соединения диода и конденсатора. Первый вход датчика тока соединен со вторым выходом блока формирования импульсного напряжения. Первые входы модуля памяти и блока вычисления прогнозируемых параметров подключены к выходу блока вычисления сопротивления изоляции. Выход одновибратора соединен напрямую с третьим входом коммутатора блока формирования импульсного напряжения и вторыми входами соответственно модуля памяти и блока вычисления прогнозируемых параметров, а также через мультивибратор - соответственно с третьими входами модуля памяти и блока вычисления прогнозируемых параметров, четвертый вход которого соединен с выходом модуля памяти. Первый и второй выходы блока вычисления прогнозируемых параметров соединены с первым и вторым входами индикатора влажности и прогнозирования сопротивления изоляции. 1 ил.

Изобретение относится к области систем измерения высоковольтных сигналов для тягового подвижного состава. Система включает в себя высоковольтный предохранитель, первый и второй измерительные шунты, первый, второй и третий измерительные преобразователи, блок питания, киловольтметр, первый и второй амперметры. Первый измерительный преобразователь входом связан с выходом высоковольтного предохранителя, а выходом - с киловольтметром, второй измерительный преобразователь входом связан с выходом первого измерительного шунта, а выходом связан с первым амперметром, третий измерительный преобразователь входом связан с выходом второго измерительного шунта, а выходом - с вторым амперметром, блок питания входом связан со схемой цепей управления электровоза, а выходом - с входами питания первого, второго и третьего измерительных преобразователей, а выходы первого, второго и третьего измерительных преобразователей гальванически развязаны от соответствующих измерительных входов и являются низковольтными с безопасным для человека уровнем напряжения. Техническим результатом является повышение безопасности системы измерения высоковольтных сигналов, а также исключение разрушающего воздействия высокого напряжения на указанные приборы при аварийных режимах работы высоковольтного оборудования электровоза. 1 ил.

Наверх