RU2544440C1 - High-speed non-polluting power-saving safe electric train - Google Patents
High-speed non-polluting power-saving safe electric train Download PDFInfo
- Publication number
- RU2544440C1 RU2544440C1 RU2013152246/11A RU2013152246A RU2544440C1 RU 2544440 C1 RU2544440 C1 RU 2544440C1 RU 2013152246/11 A RU2013152246/11 A RU 2013152246/11A RU 2013152246 A RU2013152246 A RU 2013152246A RU 2544440 C1 RU2544440 C1 RU 2544440C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric
- mode
- voltage
- cars
- inverter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Электропоезд высокоскоростной, энергосберегающий, экологически чистый и безопасный для людей относится к области железнодорожного транспорта и предназначен для перевозки людей, техники и различных грузов.The high-speed electric train, energy-saving, environmentally friendly and safe for people belongs to the field of railway transport and is intended for the transportation of people, equipment and various cargoes.
Известен электропоезд, который содержит электролокомотив и электровагоны, к которым контактный провод подводит электрическую энергию постоянного или переменного тока для привода тягового электродвигателя постоянного тока и колесных пар (см. Сидоров Н.И. Как устроен и работает электровоз. - М.: Транспорт, 1974. - 224 с.).Known electric train, which contains an electric locomotive and electric cars, to which the contact wire supplies electric energy of direct or alternating current to drive a traction electric motor of direct current and wheel pairs (see Sidorov N.I. How the electric locomotive is arranged and works. - M .: Transport, 1974 . - 224 p.).
Аналогом является контактно-аккумуляторный электропоезд ЭР2-А6, который содержит электролокомотив, в котором тяговые электродвигатели постоянного тока питаются на электрифицированных участках железной дороги от контактной сети постоянного тока или переменного тока через тиристорные вентили, а на неэлектрифицированных участках железной дороги - от щелочных железоникелевых аккумуляторов, и прицепные вагоны, под кузовом которых размещены аккумуляторные батареи (см. Калинин В.К. и др. Общий курс железных дорог. - М.: Транспорт, 1977. - 388 с. и с. 223-224).An analogue is the ER2-A6 contact-accumulator train, which contains an electric locomotive in which DC traction motors are powered on electrified sections of the railway from a direct current or AC contact network through thyristor valves, and on non-electrified sections of the railway, from alkaline nickel-iron batteries, and trailed cars, under the body of which batteries are placed (see Kalinin V.K. et al. General course of railways. - M.: Transport, 1977. - 388 p. and p. 223-224).
Известен дизель-поезд, который содержит тепловоз с дизель-генераторами, с тяговыми электродвигателями постоянного тока, приводящими во вращения колесные пары тепловоза, и пассажирские или товарные вагоны (см. Михаленко А.А. Дизель типа ДР. - М.: Транспорт, 1990, - 336 с.).Known diesel train, which contains a diesel locomotive with diesel generators, with DC traction motors that drive the wheelset of the diesel locomotive, and passenger or freight cars (see Mikhalenko AA Diesel type DR. - M .: Transport, 1990 , - 336 p.).
Известен высокоскоростной поезд Velaro, который содержит головной вагон с тяговыми асинхронными двигателями переменного тока, связанный через редуктор с колесными парами, питаемый от контактной сети, аккумуляторы с зарядными устройствами и сцепные вагоны (см. Высокоскоростной поезд Velaro / A. Липп, Д. Ион, Р. Манглер компания Siemens. - Железные дороги мира. - 2009, №1, с.36-50).The Velaro high-speed train is known, which contains a head car with traction asynchronous AC motors, connected through a gearbox with wheel pairs, powered by a contact network, batteries with chargers and coupling cars (see Velaro / A. High-speed train Lipp, D. Ion, R. Mangler, Siemens company. - Railways of the world. - 2009, No. 1, p. 36-50).
Известны электроприводы переменного тока с частотным регулированием (Г.Г. Соколовский. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 278 с., Рис 4.13).Known AC electric drives with frequency regulation (G. G. Sokolovsky. - M.: Publishing Center "Academy", 2006. - 278 p., Figure 4.13).
Аналогом является ветровой турбогенератор, который содержит турбину, редуктор и электрогенератор (см. Ветроэнергетика / Под ред. Д Де Рензо. - М.: Энергоатомиздат, 1982. - 272 с.).An analogue is a wind turbine generator that contains a turbine, a gearbox, and an electric generator (see Wind Energy / Ed. By D De Renzo. - M.: Energoatomizdat, 1982. - 272 p.).
Из уровня техники известен электропоезд с локомотивом, содержащим аккумуляторы с зарядными устройствами, тяговые электродвигатели постоянного тока, связанные с колесными парами локомотива, и установленный в передней части локомотива ветровой генератор (см. патент GB 1501383 А, опубл. 15.02.1978 на 5-и л.).The prior art electric train with a locomotive containing batteries with chargers, DC traction motors connected to the wheelsets of the locomotive, and a wind generator installed in front of the locomotive (see patent GB 1501383 A, publ. 15.02.1978 on 5th l.).
Из уровня техники известен электропоезд экологически чистый и безопасный для людей и окружающей природы, содержащий головной и прицепной вагоны с тяговыми двигателями, характеризующийся тем, что он снабжен ветровыми турбогенераторами с дифференциальными устройствами с сетками, которые установлены в передней части головного вагона и на его крыше и на крыше прицепных вагонов, тяговыми электродвигателями постоянного или переменного тока, которые соединены фланцами жестко с нижней стороны рамы тележки болтами, вал каждого электродвигателя соединен с левой и правой стороны с полуосями и с парой колес, являющегося по мнению экспертизы более близким аналогом (см патент RU 2461470. Опубл. 10.06.2012. Бюл. №26 того же заявителя).The prior art electric train is environmentally friendly and safe for people and the environment, containing the head and trailer cars with traction engines, characterized in that it is equipped with wind turbine generators with differential devices with grids that are installed in front of the head car and on its roof and on the roof of trailed wagons, with traction electric motors of direct or alternating current, which are connected by bolts rigidly from the bottom side of the trolley frame, the shaft of each electric motor la is connected to the left and right sides with semi-axes and a pair of wheels, which on examination Ratings more close analogue (see patent RU 2461470. Publ. 10.06.2012. Bul. №26 the same applicant).
Недостатками известных электропоездов и дизель-поездов являются:The disadvantages of the known electric trains and diesel trains are:
- при перевозке людей и грузов электропоездами на большие расстояния недостаточно электроэнергии, подаваемой по одним и тем же проводам, поэтому требуется строить на участках железной дороги подстанции;- when transporting people and goods by electric trains over long distances, there is not enough electric power supplied through the same wires, therefore it is required to build substations on the railway sections;
- при сгорании 1 кг дизельного топлива сгорает 1,5 кг кислорода, необходимого для жизни людей, при этом в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа, дыма и различных вредных веществ, например свинец, которые оказывают вредное влияние на здоровье и продолжительность жизни людей.- when 1 kg of diesel fuel is burned, 1.5 kg of oxygen necessary for human life is burned, while a large amount of carbon dioxide, smoke and various harmful substances, such as lead, are released into the atmosphere, which have a harmful effect on people's health and life expectancy.
Техническим результатом является создание электропоезда высокоскоростного, энергосберегающего, экологически чистого и безопасного для людей.The technical result is the creation of an electric train of high speed, energy-saving, environmentally friendly and safe for people.
Электропоезд, содержащий головной и прицепные вагоны с тяговыми асинхронными электродвигателями переменного тока, связанными через редуктор с колесными парами, питаемыми от контактной сети, аккумуляторы с зарядными устройствами, отличающийся тем, что он снабжен ветровыми турбогенераторами с дифференциальными устройствами с сетками, каждый генератор, одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлены 1-5 турбин или 1-5 турбин с двух сторон, или с одной стороны 1-5 турбин, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства с сетками, которые установлены 1-2 электростанции в передней части кузова головного вагона, и 1-10 электростанций на его крыше и 1-10 электростанций на крыше прицепных вагонов, каждый генератор, одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлены 1-5 турбин или 1-5 турбин с двух сторон, или с одной стороны 1-5 турбин, а с другой - маховик, расположенный на раме в полости дифференциального устройства с сетками, каждый ветровой электрогенератор связан через трансформатор и тиристорные преобразователи с тяговыми электродвигателями постоянного тока головного вагона и прицепных вагонов, с зарядными устройствами и аккумуляторами, расположенными под кузовом головного и прицепных вагонов, с трубчатыми электронагревательными устройствами, расположенными в титанах и в котлах для приготовления кипяченой и горячей воды в тепловой сети вагонов, которая изготовлена из алюминиевых сплавов, и с электросетью для освещения вагонов, которые изготовлены из алюминиевых или титановых сплавов, или электрогенератор связан через трансформатор, тиристорные преобразователи переменного тока в постоянный, с аккумуляторами, с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе, автономный инвертор напряжения соединен с каждым тяговым четырехполюсным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона и прицепных вагонов, или контактная электрическая сеть и каждый генератор ветровых электростанций головного и прицепных вагонов связаны через трансформатор, тиристорные преобразователи переменного тока в постоянный, с аккумуляторами, с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с системой управления АВН, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе, автономный инвертор напряжения соединен с каждым тяговым четырехполюсным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона и прицепных вагонов, статор каждого тягового электродвигателя постоянного или переменного тока соединен с рамой тележки через ее окна кронштейнами, покрытыми слоем высокостойкого полимерного материала, например тефлона, выполненными литьем на поверхности статора с верхней или нижней стороны или кронштейнами, закрепленными к статору болтами для предотвращения его углового перемещения, а его вал соединен с колесами и с рельсами, каждый вал тягового электродвигателя с двух сторон установлен на цилиндрические роликовые подшипники или на конические роликовые подшипники кассетного типа, обмотки статора каждого асинхронного электродвигателя переменного тока и обмотки статора каждого турбогенератора ветровой электростанции соединены с отдельными блоками конденсаторов напряжений большой емкости для накопления электрической энергии в периоды свободного выгона и торможения и передачи накопленной электрической энергии конденсаторов напряжений напрямую на обмотки тяговых электродвигателей, в период трогания с места электропоезда, его разгоне, процессе его перемещения по железной дороге и в электрическую сеть с пониженным напряжением, обмотки статоров турбогенераторов ветровых электростанций в этот момент автоматически контактным переключателем отключается, блоки конденсаторов напряжений соединены с вентилями для зарядки аккумуляторов во время перемещения электропоезда и на стоянках, для предотвращения схода колес с рельсов железнодорожных вагонов диаметр реборды колеса увеличен до 1050-1200 мм, торможение колес колодочным тормозом, или колесо выполнено с двумя ребордами диаметром 1050-1200 мм, торможение колес клещевым тормозом, колесо с двумя ребордами в месте контакта с рельсами, выполнено по прямой линии с плавными переходами или по криволинейной, повторяющей форму верхней поверхности рельсов, величина зазора между боковыми плоскостями верхней части рельса и плоскостями реборд составляет 1,0-10 мм, или для предотвращения опрокидывания вагонов при потере устойчивости по всей длине железной дороги, за исключением вокзалов, с двух сторон состава поезда установлены заграждения, которые выполнены из стальных двутавровых стоек, установленных в скважине на глубину 3,5-4,5 м ниже промерзания грунта и залитой бетоном, расстояние между стойками 1,5-20 м, стойки соединены сваркой стальной полосой или двутавровой балкой, для снижения износа и разрушения вагона в начале и в конце вагона установлены, с двух сторон, на осях ролики цилиндрической или овальной формы.An electric train containing head and trailed cars with traction asynchronous AC motors connected through a gearbox with wheel pairs powered from the contact network, batteries with chargers, characterized in that it is equipped with wind turbine generators with differential devices with grids, each generator, one or two wind farms, on the shaft of which there are 1-5 turbines or 1-5 turbines installed on both sides, or 1-5 turbines on one side and a flywheel on the other side, located on the frame in the cavity a power device with grids that are installed 1-2 power plants in the front of the head car body, and 1-10 power plants on its roof and 1-10 power plants on the roof of trailed cars, each generator, one or two wind power plants, on the shaft of which 1 -5 turbines or 1-5 turbines on both sides, or on the one hand 1-5 turbines, and on the other hand a flywheel located on a frame in the cavity of a differential device with grids, each wind generator is connected through a transformer and thyristor converters with rods direct current electric motors of the head carriage and trailed cars, with chargers and batteries located under the body of the head and trailed cars, with tubular electric heating devices located in titans and in boilers for the preparation of boiled and hot water in the heating network of cars, which is made of aluminum alloys, and with the electric network for lighting cars, which are made of aluminum or titanium alloys, or the generator is connected through a transformer, thyristor AC to DC converters, with batteries, with an autonomous voltage inverter, with an AIN control system that operates in inverter mode in a motor mode, with an autonomous AVN voltage control system that operates in a rectifier mode, and in an AIN braking mode switches to a rectifier mode and the AVN operates in inverter mode, inverting the voltage across the capacitor, an autonomous voltage inverter is connected to each traction four-pole asynchronous squirrel-cage electric motor with an AC fan of the head carriage and trailed cars, or a contact electric network and each generator of wind power plants of the head carriage and trailers, are connected through a transformer, thyristor AC / DC converters, with batteries, with an autonomous voltage inverter, with an AIN control system, which the motor mode operates in the inverter mode, with the AVN control system that operates in the rectifier mode, and in the braking mode the AIN switches to the rectifier mode, while the AVN operates in the inverter mode, inverting the voltage across the capacitor, an autonomous voltage inverter is connected to each four-pole traction asynchronous electric motor with a squirrel-cage rotor with an AC fan of the head carriage and trailed cars, the stator of each DC or AC traction motor is connected to the trolley frame through its windows brackets coated with a layer of highly resistant polymer material, for example Teflon, cast on the surface of the stator from the top or bottom side or with brackets fixed to the stator by bolts to prevent its angular movement, and its shaft is connected to wheels and rails, each shaft of the traction motor is mounted on both sides on cylindrical roller bearings or on tapered roller bearings of cassette type, stator windings of each asynchronous motor alternating current and stator windings of each turbine generator of a wind power station are connected to separate blocks of high-voltage voltage capacitors for electric storage energy during free driving and braking and transferring the accumulated electrical energy of voltage capacitors directly to the windings of traction electric motors, during pulling away from the place of the electric train, its acceleration, the process of moving it by rail and into the electric network with reduced voltage, the windings of stators of wind turbine generators at this moment it is automatically switched off by a contact switch, the blocks of voltage capacitors are connected to the valves to charge the batteries during I move the electric train and in the parking lots, to prevent the wheels from coming off the rails of railway cars, the diameter of the wheel flange is increased to 1050-1200 mm, the braking of the wheels with a shoe brake, or the wheel is made with two flanges with a diameter of 1050-1200 mm, the braking of the wheels with a tick brake, a wheel with two the flanges at the point of contact with the rails, made in a straight line with smooth transitions or in a curved, repeating shape of the upper surface of the rails, the gap between the lateral planes of the upper part of the rail and the planes of the flanges is 1.0-10 mm, or to prevent the car from tipping over in case of loss of stability along the entire length of the railway, with the exception of stations, barriers are installed on both sides of the train, which are made of steel I-pillars installed in the well to a depth of 3.5 4.5 m below the freezing of soil and concrete poured, the distance between the posts is 1.5-20 m, the posts are connected by welding with a steel strip or I-beam, to reduce wear and destruction of the car at the beginning and at the end of the car, installed on both sides of the axles qi rollers indricheskoy or oval.
На фиг.1 показаны: общий вид электропоезда с ветровыми турбогенераторами, общий вид пассажирского вагона с установленными на его крыше ветровыми турбогенераторами. На фиг.2 показана электрическая схема преобразования переменного тока ветрового турбогенератора в постоянный ток для тягового электродвигателя постоянного тока. На фиг.3 показана структура силовой части преобразователя частоты с выпрямителем для тягового асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором.Figure 1 shows: a general view of an electric train with wind turbine generators, a general view of a passenger car with a wind turbine generator installed on its roof. Figure 2 shows an electrical circuit for converting an alternating current of a wind turbine generator into direct current for a direct current traction electric motor. Figure 3 shows the structure of the power part of the frequency converter with a rectifier for a traction asynchronous AC motor with squirrel-cage rotor.
Электропоезд снабжен ветровыми турбогенераторами с дифференциальными устройствами 1 с сетками 2, каждый генератор 3, одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлены 1-5 турбин или 1-5 турбин 4 с двух сторон, или с одной стороны 1-5 турбин, а с другой - маховик, расположен на раме в полости дифференциального устройства 1 с сетками 2, которые установлены 1-2 электростанции в передней части кузова головного вагона 5, и 1-10 электростанций на его крыше и 1-10 электростанций на крыше прицепных вагонов 6, каждый генератор 3, одной или двух ветровых электростанций, на валу которого установлены 1-5 турбин или 1-5 турбин 4 с двух сторон, или с одной стороны 1-5 турбин, а с другой - маховик, расположенный на раме в полости дифференциального устройства 1 с сетками 2, каждый ветровой электрогенератор 3 связан через трансформатор 7 и тиристорные преобразователи 8 с тяговыми электродвигателями 9 постоянного тока головного вагона 5 и прицепных вагонов 6, с зарядными устройствами и аккумуляторами 10, расположенными под кузовом головного и прицепных вагонов, с трубчатыми электронагревательными устройствами, расположенными в титанах и в котлах для приготовления кипяченой и горячей воды в тепловой сети вагонов, которая изготовлена из алюминиевых сплавов, и с электросетью для освещения вагонов, которые изготовлены из алюминиевых или титановых сплавов, или электрогенератор 3 связан через трансформатор 7, тиристорные преобразователи 8 переменного тока в постоянный, с аккумуляторами 10, с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН 11, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН 12, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе 13, автономный инвертор напряжения соединен с каждым тяговым четырехполюсным асинхронным электродвигателем 9 с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона 5 и прицепных вагонов 6, или контактная электрическая сеть 14 и каждый генератор 3 ветровых электростанций головного 5 и прицепных вагонов 6 связаны через трансформатор 7, тиристорные преобразователи 8 переменного тока в постоянный, с аккумуляторами 10, с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН 11, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с системой управления АВН 12, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе 13, автономный инвертор напряжения соединен с каждым тяговым четырехполюсным асинхронным электродвигателем 9 с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона 5 и прицепных вагонов 6, статор каждого тягового электродвигателя постоянного или переменного тока соединен с рамой тележки 15 через ее окна 16 кронштейнами 17, покрытыми слоем высокостойкого полимерного материала, например тефлона, выполненными литьем на поверхности статора с верхней или нижней стороны или кронштейнами, закрепленными к статору болтами для предотвращения его углового перемещения, а его вал 18 соединен с колесами 19 и с рельсами 20 железной дороги, каждый вал тягового электродвигателя 9 с двух сторон установлен на цилиндрические роликовые подшипники или на конические роликовые подшипники кассетного типа 21, обмотки статора каждого асинхронного электродвигателя 9 переменного тока и обмотки статора каждого турбогенератора 3 ветровой электростанции соединены с отдельными блоками конденсаторов 22 напряжений большой емкости для накопления электрической энергии в периоды свободного выгона и торможения и передачи накопленной электрической энергии конденсаторов напряжений на обмотки тяговых электродвигателей, в период трогания с места электропоезда, его разгоне, процессе его перемещения по железной дороге и в электрическую сеть с пониженным напряжением, обмотки статоров турбогенераторов ветровых электростанций в этот момент автоматически контактным переключателем отключается, блоки конденсаторов 22 напряжений соединены с вентилями 8 для зарядки аккумуляторов во время перемещения электропоезда и на стоянках, для предотвращения схода колес с рельсов железнодорожных вагонов диаметр реборды колеса 19 увеличен до 1050-1200 мм, торможение колес колодочным тормозом, или колесо 19 выполнено с двумя ребордами диаметром 1050-1200 мм, торможение колес клещевым тормозом (на фиг.1 колодочный и клещевой тормоза не показаны), колесо с двумя ребордами, в месте контакта с рельсами, выполнено по прямой линии с плавными переходами или по криволинейной, повторяющей форму верхней поверхности рельсов, величина зазора между боковыми плоскостями верхней части рельса и плоскостями реборд составляет 1,0-10 мм, или для предотвращения опрокидывания вагонов 5, 6 при потере устойчивости по всей длине железной дороги, за исключением вокзалов, с двух сторон состава поезда установлены заграждения, которые выполнены из стальных двутавровых стоек 23, установленных в скважине 24 на глубину 3,5-4,5 м ниже промерзания грунта и залитой бетоном, расстояние между стойками 1,5-20 м, стойки соединены сваркой стальной полосой или двутавровой балкой, для снижения износа и разрушения вагона в начале и в конце вагона установлены с двух сторон на осях ролики 25 цилиндрической или овальной формы.The electric train is equipped with wind turbine generators with
Электропоезд работает следующим образом.The electric train operates as follows.
На электрифицированных участках электродороги тяговые электродвигатели 9 постоянного тока питаются от контактной сети 14 постоянного или переменного тока и от ветровых электрогенераторов 3 переменного тока через трансформатор 7 понижающий силу тока, тиристорные вентили 8, в которых переменный ток преобразуется в постоянный. Вал 16 каждого тягового электродвигателя 9, за счет сил трения, приводит во вращение колеса 17, которые приводят в движение вагоны электропоезда.In the electrified sections of the electric road, direct
Рассмотрим работу электропоезда на неэлектрофицированных участках железной дороги.Consider the operation of the electric train on non-electrified sections of the railway.
В первоначальный момент работы электропоезда машинист освобождает тормозные колодки колес и ручным или ножным потенциометрическим пультом управления или контактным переключателем с автоматическим пультом управления (на фиг.1 контактный переключатель, потенциометрический и автоматический пульты управления не показаны) соединяет аккумуляторы 10 с каждым тяговым асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором 9 переменного тока. За счет электрического тока электромагнитные силы приводят во вращение ротор каждого тягового асинхронного электродвигателя 9 его вал 18 и колеса 19, которые приводят в движение головной вагон и прицепные вагоны, для перемещения электропоезда назад контактным переключателем меняются полюса обмоток тягового асинхронного электродвигателя переменного тока.At the initial moment of operation of the electric train, the driver releases the brake pads of the wheels with a manual or foot potentiometric control panel or contact switch with an automatic control panel (in figure 1, the contact switch, potentiometric and automatic control panels are not shown) connects the batteries 10 to each traction asynchronous squirrel-cage
По мере увеличения скорости движения электропоезда скорость и давление воздушного потока на лопасти турбин 4 ветровых электростанций увеличивается. От давления воздушного потока начинают вращаться турбины 4 и валы электрогенераторов 3.As the speed of the electric train increases, the speed and pressure of the air flow on the turbine blades of 4 wind farms increases. From the pressure of the air flow, the
Электрический ток с переменным напряжением от электрогенераторов подается на трансформатор 7 для понижения переменного тока, тиристорные вентили 8 для преобразования его в постоянный ток, на зарядные устройства и аккумуляторы 10, на автономный инвертор напряжения с системой управления АИН 11, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, и с системой управления АВН 12, которая работает в режиме выпрямителя, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторе 13. От аккумуляторов и электрогенераторов с тиристорными вентилями постоянный ток подается на потенциометрический пульт управления или на автоматический пульт управления или на контактный переключатель и каждый тяговый асинхронный электродвигатель 9.Electric current with alternating voltage from the generators is supplied to a
С этого момента времени электропоезд переходит на автономный режим питания тягового асинхронного электродвигателя переменного тока от аккумуляторов и ветровых электростанций.From this moment in time, the electric train switches to an autonomous mode of supplying a traction asynchronous AC electric motor from batteries and wind farms.
Использование серийно выпускаемых асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором переменного тока позволяет упростить его сборку и снизить стоимость изготовления, он обладает высокой надежностью и простотой его конструкции, связанной с отсутствием щеток и контактных колец по сравнению со сборкой электродвигателя постоянного тока, а использование структурной силовой части преобразователя частоты с выпрямителем позволяет управлять ручным или ножным потенциометром или автоматической системой управления частотой вращения тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока точно так же, как и управление постоянным током электродвигателя постоянного тока.The use of commercially available asynchronous motors with a squirrel-cage rotor of an alternating current allows to simplify its assembly and reduce the manufacturing cost, it has high reliability and simplicity of its design, associated with the absence of brushes and slip rings compared to the assembly of a DC motor, and the use of the structural power part of the frequency converter with a rectifier allows you to control a manual or foot potentiometer or automatic speed control system traction asynchronous AC electric motor in the same way as the DC control DC motor.
При передаче крутящего момента от вала каждого тягового электродвигателя постоянного или переменного тока на колеса позволяет развивать скорость электропоезда при частоте вращения вала асинхронного электродвигателя 3000 об/мин, диаметре колеса 950 мм, от 0 до 540 км/ч.When transmitting torque from the shaft of each traction electric motor of direct or alternating current to the wheels, it allows to develop the speed of the electric train at a rotational speed of the shaft of the asynchronous electric motor of 3000 rpm, a wheel diameter of 950 mm, from 0 to 540 km / h.
Для изменения направления движения электропоезда контактным переключателем меняются полюса статора тягового асинхронного которкозамкнутого электродвигателя.To change the direction of movement of the electric train with a contact switch, the poles of the stator of a traction asynchronous short-circuited electric motor are changed.
При высокой скорости электропоезда на бесполезное лобовое сопротивление воздуха расходуется большое количество электроэнергии от общей электрической сети и от аккумуляторов, которые разряжаются и требуют их зарядки от обычной розетки напряжением в 220 Вт в течении 8 часов, а накопленная электрическая энергия в блоках конденсаторов напряжений позволяет заряжать аккумуляторы в процессе перемещения электропоезда и на стоянках беспрерывно и экономить электроэнергию.At a high speed of the electric train, a large amount of electric power is consumed from useless electrical drag and from batteries that are discharged and require charging from a regular 220-volt power outlet for 8 hours, and the accumulated electric energy in the voltage capacitor banks allows charging batteries in the process of moving the electric train and in the parking lots continuously and save electricity.
Турбогенераторы ветровых электростанций позволяют преобразовать лобовое сопротивление воздуха в электрическую энергию, а следовательно, снизить расходы электрической энергии аккумуляторов и увеличить пробег электропоезда за счет беспрерывной их подзарядки, а использование инерционных сил электропоезда позволяет сгладить дополнительный расход механической энергии ветровых электростанций и повысить их кпд, 2-5 турбин, установленые на валу генератора, позволяют увеличить крутящий момент на валу, мощность генератора и кпд.Turbine generators of wind power stations allow you to convert the drag of air into electrical energy, and therefore, reduce the cost of electric energy of batteries and increase the mileage of the electric train by continuously charging them, and the use of inertial forces of the electric train allows you to smooth out the additional consumption of mechanical energy of wind power plants and increase their efficiency, 2- 5 turbines mounted on the shaft of the generator, can increase the torque on the shaft, the power of the generator and efficiency.
При передаче крутящего момента от вала электродвигателя на колеса головного и прицепных вагонов позволяет увеличить кпд электропоезда, снизить стоимость изготовления привода и продлить срок работы электропоезда без ремонта, а использование инерционных сил вагонов позволяет сглаживать механические потери кпд электродвигателя.When transmitting torque from the motor shaft to the wheels of the head and trailed cars, it allows to increase the efficiency of the electric train, reduce the manufacturing cost of the drive and extend the life of the electric train without repair, and the use of inertial forces of the cars allows you to smooth out the mechanical loss of the electric motor efficiency.
Использование электрической энергии ветровых электростанций позволяет уменьшить расход электроэнергии, сохранить кислород на планете земля и создать идеальные условия для людей и гарантировать им здоровье и жизнь.The use of electric energy from wind farms can reduce energy consumption, save oxygen on planet earth and create ideal conditions for people and guarantee their health and life.
Использование колес с двумя ребордами позволяет предотвратить сход вагонов с рельсов железной дороги и обеспечить безопасную перевозку пассажиров и грузов при скоростях 80-540 км/ч, ограждения защищат вагоны от их опрокидывания.The use of wheels with two flanges makes it possible to prevent the wagons from coming off the rails of the railroad and to ensure the safe transportation of passengers and goods at speeds of 80-540 km / h, fences will protect the cars from tipping over.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013152246/11A RU2544440C1 (en) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | High-speed non-polluting power-saving safe electric train |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013152246/11A RU2544440C1 (en) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | High-speed non-polluting power-saving safe electric train |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2544440C1 true RU2544440C1 (en) | 2015-03-20 |
Family
ID=53290567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013152246/11A RU2544440C1 (en) | 2013-11-25 | 2013-11-25 | High-speed non-polluting power-saving safe electric train |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2544440C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112590855A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-02 | 中车永济电机有限公司 | Electric driving subway shunting locomotive |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3201555A1 (en) * | 1981-04-06 | 1984-02-16 | Götz 3006 Burgwedel Nachtigall | Device for utilisation of the self-generated slip-stream forces and for conversion of these forces into drive forces |
| RU2158683C1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-11-10 | Орлов Игорь Сергеевич | Vehicle |
| RU2461470C2 (en) * | 2010-11-29 | 2012-09-20 | Александр Семенович Сердечный | High-speed nonpolluting power-saving safe electric train |
| RU2495765C1 (en) * | 2012-02-27 | 2013-10-20 | Александр Семенович Сердечный | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train |
-
2013
- 2013-11-25 RU RU2013152246/11A patent/RU2544440C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3201555A1 (en) * | 1981-04-06 | 1984-02-16 | Götz 3006 Burgwedel Nachtigall | Device for utilisation of the self-generated slip-stream forces and for conversion of these forces into drive forces |
| RU2158683C1 (en) * | 1999-03-19 | 2000-11-10 | Орлов Игорь Сергеевич | Vehicle |
| RU2461470C2 (en) * | 2010-11-29 | 2012-09-20 | Александр Семенович Сердечный | High-speed nonpolluting power-saving safe electric train |
| RU2495765C1 (en) * | 2012-02-27 | 2013-10-20 | Александр Семенович Сердечный | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112590855A (en) * | 2020-12-28 | 2021-04-02 | 中车永济电机有限公司 | Electric driving subway shunting locomotive |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2406628C2 (en) | Pollution-free electrical train safe for people and environments | |
| US20200207377A1 (en) | Railway power system and associated method | |
| RU2533767C2 (en) | High-speed energy-saving ecologically clean and safe for people electric train | |
| RU2528526C2 (en) | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train | |
| JP2016532413A (en) | Wheel-type power plant for renewable energy | |
| CN109017823A (en) | Cable tramway transportation system | |
| RU2495765C1 (en) | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train | |
| RU2583819C1 (en) | High-speed, energy-conservation, ecologically clean and safe for people | |
| RU2544440C1 (en) | High-speed non-polluting power-saving safe electric train | |
| RU2572282C2 (en) | Ecologically pure and safe electric vehicle | |
| RU2507087C2 (en) | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train | |
| RU2461470C2 (en) | High-speed nonpolluting power-saving safe electric train | |
| RU2646683C1 (en) | High speed electric train, energy-saving, ecologically pure and safe for people | |
| US7966944B1 (en) | Linear synchronous motor railroad train driven power generating system | |
| Liudvinavičius et al. | New locomotive energy management systems | |
| RU2647208C2 (en) | Energy-efficient, ecologically clean and safe high-speed electric train | |
| RU2540294C2 (en) | High-speed energy-saving ecologically clean and safe electric train | |
| RU2505426C2 (en) | High-speed energy-conservation non-polluting and safe electric train | |
| RU2527638C1 (en) | Energy-efficient, ecologically clean and safe high-speed electric train | |
| RU2592037C1 (en) | High-speed energy-efficient ecologically clean and safe for people electric train | |
| RU2575545C1 (en) | High-speed power-saving non-polluting safe train | |
| RU2578647C1 (en) | Electric energy-saving, ecologically clean vehicle safe for people | |
| CN201895665U (en) | AC-driven rail vehicle | |
| RU2533247C2 (en) | High-speed energy-saving ecologically clean and safe electric train | |
| RU2523877C2 (en) | Non-polluting safe electric electromobile |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151126 |