Система автономного электроснабжения на постоянном токе подвижного агрегата

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2545165:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ (RU)

Изобретение относится к системам автономного электроснабжения на основе силовой преобразовательной техники, входящим в состав систем генерации, преобразования и распределения электроэнергии постоянного тока. Технический результат заключается в повышении надежности работы и обеспечении бесперебойности электроснабжения потребителей постоянного и переменного тока различных категорий надежности электроснабжения. Для решения этих задач предлагаемая система автономного электроснабжения на постоянном токе подвижных агрегатов содержит преобразователь в виде компенсированного выпрямителя, распределительное устройство, включающее шины постоянного тока и разделительные диоды. К шинам постоянного тока подключены: автономный инвертор с потребителем электрической энергии переменного тока, потребитель постоянного тока, стабилизатор напряжения с подключенным к нему потребителем электрической энергии постоянного тока, критичный к изменению уровня напряжения питания, подзарядное устройство, аккумуляторная батарея, вентильный синхронный генератор со смещенными на 90° обмотками, выходными выводами подключенными к трехфазным мостовым схемам выпрямления. 2 ил.

Изобретение относится к системам автономного электроснабжения (САЭ) на основе силовой преобразовательной техники, входящим в состав систем генерации, преобразования и распределения электроэнергии постоянного тока и предназначенным для одновременного бесперебойного питания потребителей как постоянного тока, так и потребителей переменного тока, не допускающих разрыва кривой питающего напряжения, и функционирующих в удалении от стационарной сети. Технический результат заключается в повышении надежности работы и обеспечении бесперебойности электроснабжения потребителей постоянного и переменного тока различных категорий надежности электроснабжения

Известна система электроснабжения [1], содержащая основной и резервный источники электроснабжения переменного тока, распределительные устройства, кабельные линии, силовые вводы, автомата защиты силовых цепей, электроустановку отбора мощности с приводом генератора от двигателя (ЭУОМ) транспортного средства передвижного объекта, блок коммутации каналов ЭУОМ, блок приема и передачи команд управления, блок контроля входного напряжения, два выпрямительных блока в составе многофункционального тиристорного модуля и диодного модуля каждый, блок управления коммутационными аппаратами (КА), блок централизованного распределения постоянного тока потребителей, два преобразователя напряжения постоянного тока, блоки распределения постоянного тока основных и вспомогательных потребителей с гарантированным электроснабжением с подключенными к ним основными и вспомогательными потребителями, первый и второй КА с замыкающими контактами, преобразователь напряжения переменного тока, блок распределения переменного тока вспомогательных потребителей с негарантированным электроснабжением, блок распределения постоянного тока вспомогательных потребителей с негарантированным электроснабжением, блок заряда аккумуляторной батареи, блок управления режимами работы аккумуляторной батареи, аккумуляторную батарею, линейный ввод, устройство централизованного автоматизированного управления сетью электроснабжения и три линии связи.

Данная система позволяет осуществлять электроснабжение потребителей постоянного и переменного тока, функционирующих в удалении от стационарных электрических сетей. Недостатком данной системы является отсутствие возможности электроснабжения потребителей переменного тока при отключении внешнего источника питания.

Известна система электроснабжения [2], содержащая источник питания постоянного тока, подсоединенный к потребителям постоянного тока, предназначенная для питания потребителей в эксплуатационном режиме работы ТС; стационарную сеть переменного тока, предназначенную для питания потребителей переменного тока в стационарном режиме, инвертор, выпрямители, автономный преобразователь.

Данная система позволяет обеспечивать электроснабжение потребителей постоянного и переменного тока, функционирующих в удалении от стационарных электрических сетей и при отключении внешнего источника питания. Недостатком данной системы является отсутствие возможности бесперебойного электроснабжения потребителей.

Известна компенсированная система электроснабжения разночастотных потребителей электрической энергии переменного и постоянного тока [3]. В этой системе электроснабжения используется двенадцатифазный компенсированный выпрямитель с включенным на токи пятой и седьмой гармоник компенсирующим устройством. Система в виде компенсированного преобразователя частоты снабжена введенным и подключенным к выходным выводам компенсированного выпрямителя распределительным устройством, содержащим шины постоянного тока и коммутационную аппаратуру. С помощью коммутационной аппаратуры к шинам постоянного тока распределительного устройства подключены потребители постоянного тока и автономные инверторы, преобразующие постоянный ток в переменный ток различной частоты, для питания потребителей переменного тока.

В данной системе, выбранной в качестве ближайшего аналога, сохраняется возможность питания потребителей переменного тока через автономные инверторы и постоянного тока от шин постоянного тока. Недостатками системы является: 1) отсутствие возможности бесперебойного электроснабжения потребителей при отключении от внешнего источника; 2) отсутствие возможности питания потребителей, не допускающих разрыва кривой питающего переменного напряжения при отключении внешнего источника питания и при переходе на питание от резервного источника электроснабжения; 3) отсутствие возможности питания потребителей, критичных к изменению уровня напряжения, т.е. питание всех потребителей осуществляется нестабилизированным напряжением.

Для исключения указанных недостатков предлагается техническое решение, которое выполняет задачи расширения функциональных возможностей САЭ, а именно: 1) электроснабжение потребителей от резервного источника питания при отключении внешней сети; 2) преобразование электроэнергии переменного тока в постоянный и распределение ее по потребителям; 3) повышение надежности, бесперебойности и качества электроснабжения потребителей подвижного агрегата, не допускающих перерывов электроснабжения.

Для решения этих задач предлагается система автономного электроснабжения на постоянном токе подвижного агрегата, содержащая преобразователь в виде компенсированного выпрямителя, распределительное устройство, включающее шины постоянного тока, развязывающие диоды. К шинам постоянного тока входными выводами через разделительные диоды подключены: автономный инвертор с потребителем электрической энергии переменного тока, стабилизатор напряжения с подключенным к нему потребителем электрической энергии постоянного тока, потребитель постоянного тока, подзарядное устройство, выходными выводами подключенное к полюсам аккумуляторных батарей, а также подключенные выходными выводами аккумуляторные батареи и вентильный генератор (фиг.1). Вентильный генератор включает в себя синхронный генератор постоянного тока со смещенными на 90° обмотками, выходными выводами подключенными через трехфазные мостовые схемы выпрямления к шинам постоянного тока с целью снижения коэффициента пульсаций.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.2), на котором представлена структурная схема системы автономного электроснабжения на постоянном токе подвижного агрегата.

Система автономного электроснабжения на постоянном токе подвижных агрегатов содержит шины постоянного тока 1 с подключенным к ним выходными выводами через разделительный диод 2 выпрямителем 3, который входными выводами подключен к внешнему источнику переменного тока 4; вентильный генератор 6, подключенный к шинам постоянного тока через разделительный диод 5; устройство регулирования возбуждения 7, входными выводами подключенное к шинам постоянного тока через разделительный диод 8, аккумуляторная батарея 10, выходными выводами подключенная к шинам постоянного тока через разделительный диод 9; подзарядное устройство 12, входными выводами подключенное к шинам постоянного тока через разделительный диод 11, а выходными выводами подключенное к полюсам аккумуляторной батареи через разделительный диод 13; автономный инвертор 14, который входными выводами подключенный к шинам постоянного тока, к выходным выводам которого подключен трехфазный потребитель переменного тока 15; стабилизатор напряжения 16, входными выводами подключенный к шинам постоянного тока, с подключенным к его выходным выводам ответственным потребителем постоянного тока 17; потребитель постоянного тока 19, входными выводами подключенный к шинам постоянного тока через коммутационный аппарат 18.

Работа предлагаемой системы автономного электроснабжения на постоянном токе осуществляется следующим образом. На выходе выпрямителя 3, подключенного к внешнему источнику 4, создается постоянный ток, а на шинах постоянного тока 1 появляется постоянное напряжение. В результате на входе подзарядного устройства 12, автономного инвертора 14, стабилизатора напряжения 16 появляется постоянное напряжение. При замыкании коммутационного аппарата 18 на входных выводах потребителя 19 также появляется постоянное напряжение. Постоянный ток с выхода подзарядного устройства 12 через разделительный диод 13 поступает на подзаряд аккумуляторной батареи 10. Переменное напряжение с выходных выводов автономного инвертора 14 питает потребитель переменного тока 15. Стабилизированное напряжение на выходных выводах стабилизатора напряжения 16 питает ответственный потребитель постоянного тока 17. При нарушении электроснабжения от внешнего источника автоматически запускается вентильный синхронный генератор 6. На время запуска и выхода на режим вентильного генератора 6 и приема им нагрузки питание потребителей осуществляется от аккумуляторных батарей 10. Таким образом, перерывы питания автономного инвертора 14, стабилизатора напряжения 16 и потребителя 19 отсутствуют.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемой системы автономного электроснабжения на постоянном токе обеспечивается: 1) питанием потребителей при отсутствии внешнего источника питания; 2) бесперебойным питанием потребителей постоянного и переменного тока при нарушениях питания от внешнего и резервного источника питания; 3) повышением надежности и качества электроснабжения ответственных потребителей, критичных к уровню питающего напряжения за счет использования стабилизатора напряжения, что повышает эффективность их функционирования.

Предлагаемая структурная схема САЭ создает условия для применения современных дизайнерских решений при проектировании подвижного агрегата. Так, имеется возможность выполнить ее в виде законченного программно-технического комплекса в блочно-модульном исполнении. При этом основное электрооборудование системы электроснабжения, состоящее из блоков и модулей высокой заводской готовности, размещается в одном специальном контейнере, удобном для транспортировки автомобильным, морским и железнодорожным транспортом, обеспечиваются минимальные сроки и затраты при введении оборудования в эксплуатацию, повышается надежность, удобство управления и ремонтопригодность.

Источники информации

1. RU 2421863, 20.06.2011.

2. RU 2364524, 20.08.2009.

3. RU 2400917, 27.09.2010.

Система автономного электроснабжения на постоянном токе подвижного агрегата, содержащая компенсированный выпрямитель, шины постоянного тока с подключенными к ним потребителем постоянного тока и автономным инвертором, с подключенным к нему потребителем переменного тока, отличающаяся тем, что к шинам постоянного тока через разделительный диод подключены вентильный генератор со смещенными на 90° обмотками и устройством автоматического регулирования возбуждения, аккумуляторная батарея с подзарядным устройством, стабилизатор напряжения с подключенным к нему потребителем постоянного тока, критичным к изменению уровня напряжения питания.

Настоящее изобретение относится к шахтному транспортному средству и способу работы шахтного транспортного средства. Шахтное транспортное средство содержит трехфазный или многофазный тяговый электродвигатель.

Способ управления освещением железнодорожного остановочного пункта // 2534154

Изобретение относится к железнодорожному оборудованию. Способ управления освещением железнодорожного остановочного пункта включает в себя светочувствительный элемент, который при приближении локомотива освещается его головным прожектором и падает сигнал на автоматическое включение осветительных приборов остановочного пункта, также в схему включен еще один светочувствительный элемент, который дает команду на включение осветительных приборов только по факту наступления темного времени суток, так что освещение на остановочном пункте будет включено только в случае, когда наступит темное время суток и к остановочному пункту будет подходить локомотив.

Способ измерения и контроля намагниченности рельсов // 2519473

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению и контролю характеристик магнитных полей, и может быть использовано, в частности, на железнодорожном транспорте для регистрации и контроля магнитной индукции в рельсах.

Устройство управления прогревом для транспортного средства // 2510338

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для управления прогревом транспортного средства, оснащенного батареей, заряжаемой от внешнего источника питания.

Способ зарядки автомобильного аккумулятора // 2496205

Способ зарядки автомобильного аккумулятора относится к области зарядки батарей от зарядного агрегата с неэлектрическим первичным источником и предназначен для зарядки автомобильного аккумулятора с использованием магнитного поля Земли в результате движения автомобиля.

Железнодорожный поезд с вспомогательной сетью электрического питания // 2491181

Устройство непрерывного температурного контроля и автоматического регулирования нагрузки силового электрооборудования электровоза // 2478046

Изобретение относится к области электроподвижного состава и направлено на совершенствование систем контроля температуры и автоматического регулирования нагрузки силового электрооборудования, например, непрерывного температурного контроля сглаживающих реакторов и тяговых электрических двигателей электровоза.

Способ питания резервных вспомогательных потребителей, вспомогательный преобразователь и железнодорожное транспортное средство для осуществления способа // 2467891

Изобретение относится к способу питания резервного вспомогательного оборудования, вспомогательному преобразователю и железнодорожному транспортному средству, в котором используется этот способ.

Способ регулирования мощности тягового генератора тепловоза // 2466039

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности - к тяговым системам тепловозов. .

Схема питания вспомогательных нагрузок локомотива // 2462374

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к электроподвижному составу, имеющему средство для питания вспомогательных трехфазных нагрузок.

Компонент транспортного средства // 2553602

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Компонент транспортного средства для кузова содержит одну линию, которая интегрирована в компонент транспортного средства. Компонент транспортного средства выполнен из волоконного композиционного материала, представляющего собой пластик, армированный углеродным волокном. Материал содержит несколько слоев углеродных волокон. Линия состоит из сплошного металлического стержня, такого как алюминиевый или медный стержень. Достигается повышение надежности компонента транспортного средства. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ формирования и снабжения электроэнергией поездов из наземных транспортных средств с электроприводом и устройство для его осуществления // 2569205

Группа изобретений относится к способам, электрическим цепям или устройствам для управления тяговой системой транспортных средств с электротягой. Способ включает в себя присоединение локомотива к воздушной линии энергоснабжения посредством токоприемника и преобразование электрической энергии. Передача электроэнергии от локомотива первому автомобилю, присоединившемуся к поезду и от первого на второй, третий и последующие автомобили посредством автоматических соединителей электрических разъемов. Устройство включает в себя установленный на крыше локомотива токоприемник, преобразователь электрической энергии, который создает на выходе соответствующее напряжение. Автоматический соединитель электрических разъемов содержит электрическое гнездо, установленное на задней части локомотива и каждого автомобиля и электрическую вилку, конструктивно соответствующую гнезду, закрепленную на штоке гидроцилиндра, установленного в передней нижней части днища каждого автомобиля, с возможностью перемещения вдоль продольной оси автомобиля. Лазерный локатор закреплен на передней части каждого автомобиля. При этом установленные на одном автомобиле гнездо и вилка электрически соединены между собой. Система автоматического управления контролирует движение локомотива и каждого автомобиля. Технический результат группы изобретений заключается в увеличении пропускной способности дорог, экономии энергии и повышении безопасности движения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для подзарядки аккумулятора электромобиля // 2571887

Изобретение относится к машиностроению. Устройство для подзарядки аккумулятора электромобиля содержит поршневую пару, состоящую из цилиндра, на крышках которого закреплены клапанные камеры, и поршня. В клапанной камере установлен с возможностью осевого перемещения клапан, шток которого размещен внутри клапана с возможностью осевого перемещения. На штоке жестко закреплены диски, шток жестко закреплен на поршне. На клапанной камере закреплены: трубка, сообщающаяся через тройник с баллоном для сжатого воздуха, трубка, сообщающаяся с полостью цилиндра, и трубка для вытеснения воздуха из цилиндра наружу. Шток поршня через кривошипно-шатунный механизм и повышающий редуктор соединен с генератором. Повышается экологичность устройства для подзарядки. 2 ил.

Рельсовое транспортное средство // 2572966

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств. Рельсовое транспортное средство содержит, по меньшей мере, одну тележку (14) и одно устройство (30) электроснабжения, содержащее защитное устройство (34). Распределительное устройство (36) установлено во внутреннем пространстве (25) рельсового транспортного средства и электрически соединено с защитным устройством (34). Первый корпус (38) расположен ниже уровня пола рельсового транспортного средства и содержит электрические компоненты (40), электрически соединенные с распределительным устройством (36). Тележка (14) установлена между распределительным устройством (36) и первым корпусом (38), если смотреть в направлении движения рельсового транспортного средства. Защитное устройство (34) установлено во втором корпусе (46), отличном от первого корпуса (38). Первый и второй корпуса (38, 46) установлены по обе стороны тележки (14), если смотреть в направлении (18) движения рельсового транспортного средства. Технический результат заключается в том, что каналы связи делаются короче и исключается дублирование проводок в зоне тележки. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ и устройство автономного электроснабжения аппаратуры железнодорожного вагона // 2578701

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в качестве автономного источника питания железнодорожных вагонов. Способ электроснабжения заключается в преобразовании усилий вращения колесной пары вагона в электрическую энергию. К поверхности вращения колесной пары при помощи устройства прижатия через фрикционную прокладку прижимают термоэлектрический преобразователь одной поверхностью для обеспечения ее нагрева. На другой поверхности преобразователя закрепляют радиатор для обеспечения необходимой разности температур на поверхностях. Электрический ток с выхода преобразователя используют для подзарядки аккумулятора. Устройство электроснабжения содержит аккумулятор, генератор электрического тока, устройства преобразования и стабилизации напряжения и тока, а также устройства для подключения и отключения аккумулятора. В качестве генератора используется термоэлектрический преобразователь, который прижат одной поверхностью через фрикционную прокладку к поверхности вращения колесной пары, а на другой его поверхности закреплен радиатор. Выходы преобразователя соединены с входом устройства преобразования и стабилизации напряжения и тока, выход которого подключен к входам аккумулятора и входам питаемой аппаратуры посредством устройств подключения и отключения. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система контроля работы электромобиля // 2585195

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств с электротягой. Система контроля работы электромобиля содержит: обогревательный контур (11), нагрузочный конденсатор (С12), распределительное устройство (20) и модуль управления переключателями (200). Распределительное устройство (20) соединено с обогревательным контуром (11) и нагрузочным конденсатором (С12) соответственно. Модуль управления переключателями (200) соединен распределительным устройством (20) для контроля за его отключением, когда обогревательный контур (11) соединен с бортовым аккумулятором (5) для образования замкнутой цепи обогрева бортового аккумулятора (5). Причем, когда обогревательный контур (11) отсоединен от бортового аккумулятора (5), модуль управления переключателями (200) включает распределительное устройство (20), и бортовой аккумулятор (5) заряжает нагрузочный конденсатор (С12). Технический результат заключается в нормализации работы обогревательного контура аккумуляторной батареи и нагрузочного конденсатора во время движения электромобиля. 24 з.п. ф-лы, 25 ил.

Сельскохозяйственное транспортное средство и способ его эксплуатации // 2593734

Изобретение относится к сельскохозяйственным транспортным средствам, содержащим ДВС, электрическую машину для привода трансмиссии и множество устройств. Устройства могут избирательно приводиться трансмиссией. Причем трансмиссия содержит первую секцию, связанную с ДВС, вторую секцию и первую муфту для соединения первой и второй секций. Электрическая машина и одно из множества устройств связаны со второй секцией. Достигается экономия топлива. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для зарядки аккумуляторных батарей при длительной стоянке железнодорожного состава // 2596205

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств. Устройство для зарядки вагонных аккумуляторных батарей при длительной стоянке железнодорожного состава включает в себя подвагонный генератор с приводом от колесной пары, клиноременную передачу с натяжным устройством. Устройство содержит также вспомогательный электродвигатель с приводным шкивом. Причем вспомогательный электродвигатель крепят к днищу вагона. Линия временного электропитания выполнена с возможностью подачи напряжения на вспомогательный электродвигатель для вращения подвагонного генератора. Технический результат заключается в создании эффективного и простого в исполнении устройства для зарядки аккумуляторных батарей. 1 ил.

Силовая установка электромобиля, электромобиль и способ обогрева аккумуляторной батареи электромобиля // 2600558

Изобретение относится к электромобилям. Силовая установка электромобиля содержит аккумуляторную батарею; обогреватель аккумуляторов; устройство управления аккумуляторами для прерывистого обогрева, когда температура батареи ниже порогового значения и остаточный заряд больше пороговой величины заряда. Электрическая распределительная коробка распределяет выходное напряжение батареи. Также имеется контроллер двигателя и пускозарядный конденсатор, подающий энергию двигателю согласно управляющей команде и напряжению, распределяемому распределительной коробкой. Индуктивность распределительного индуктора соответствует емкости пускозарядного конденсатора. Способ обогрева батареи электромобиля включает определение температуры и остаточного заряда батареи. Если температура батареи ниже порогового значения и остаточный заряд больше пороговой величины заряда, обогреватель переводят на прерывистый обогрев. Если температура батареи ниже порогового значения и остаточный заряд ниже пороговой величины заряда, не допускают обогрев или подачу энергии аккумуляторной батарее и движение электромобиля. Улучшается работа аккумулятора. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 10 ил.

Преобразовательная система электроснабжения собственных нужд электровоза // 2612064

Изобретение относится к подаче электроэнергии к вспомогательному оборудованию транспортных средств. Преобразовательная система для электроснабжения собственных нужд электровоза содержит блок защиты, статический преобразователь и линия распределения электропитания, к которой подключены входы n-числа преобразователей собственных нужд электровоза. Вход блока защиты является входом преобразовательной системы от контактной сети. Статический преобразователь подсоединен к выходу блока защиты. При этом статический преобразователь, n-число преобразователей собственных нужд и блок связи с микропроцессорной системой управления и диагностики связаны между собой кодовой линией связи. Статический преобразователь содержит инвертор напряжения, выход которого подсоединен к первичной обмотке трансформатора. Трансформатор имеет три выходные обмотки, каждая из которых подключена к своему тиристорному выпрямителю. К выходу двух тиристорных выпрямителей подключены каналы обмоток возбуждения тяговых электродвигателей. К выходу третьего тиристорного выпрямителя подключен LC-фильтр для питания потребителей собственных нужд. Техническим результатом изобретения является повышение частоты преобразования и КПД, и расширение функциональных возможностей преобразовательной системы. 5 з.п. ф-лы,1 ил.