RU2583819C1

RU2583819C1 - High-speed, energy-conservation, ecologically clean and safe for people

Info

Publication number: RU2583819C1
Application number: RU2015110394/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Семенович Сердечный; Алексей Александрович Сердечный
Original assignee: Александр Семенович Сердечный; Алексей Александрович Сердечный
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2016-05-10

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to electric locomotives and motor cars. Electric train comprises head and trailer cars with DC or AC 3-11 traction motors and power of up to 500-1,800 kW, supplied by catenary system. Every DC electric motor is connected with AC circuit through current collector, connected with transformer, with thyristor converters, with excitation winding, with solenoid and with storage batteries. Each AC traction electric motor is connected with AC circuit through current collector, connected with transformer, with thyristor converters, with independent voltage inverter (IVI), with IVI control system and independent voltage rectifier (IVR) control system. IVI control system in traction mode operates as inverter, and in braking mode IVI switches to rectifier mode. IVR in traction mode operates in rectifier mode while in braking mode IVR switches to inverter mode. Each stator winding of asynchronous electric motor is connected with separate 1-10 high-capacity capacitors banks.

EFFECT: technical result consists in improvement of energy saving and environmental friendliness of vehicle.

1 cl, 3 dwg

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 железо-никелевых 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 battery 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 iron-nickel 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. - World Railways - 2009, No. 1, pp. 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 S., 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 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 for 5 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 3-11 тяговыми электродвигателями постоянного или переменного тока мощностью до 500-1800 кВт, состав электропоезда содержит 10-11 пассажирских вагонов, каждый тяговый электродвигатель постоянного тока головного и прицепных вагонов, которые выполнены из алюминиевых или титановых сплавов, связан с электрической сетью переменного тока через токосъемник, с трансформатором, тиристорными преобразователями, обмоткой возбуждения, солиноидом и с аккумуляторами или каждый тяговый электродвигатель переменного тока головного и прицепных вагонов связан с электрической сетью через токосъемник, с трансформатором, тиристорными преобразователями переменного тока в постоянный, 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, с обмоткой возбуждения и с аккумуляторами, 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, и его вал соединен с колесами и с рельсами железной дороги, 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 соединены с отдельными 1-10 блоками конденсаторов напряжений большой емкости, которые установлены под кузовом головного и прицепных пассажирских вагонов 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, или накопление электрической энергии в блоках конденсаторов и аккумуляторах от общей электрической сети в период отстоя электропоезда в ангаре железнодорожного вокзала.An electric train containing head and trailer cars with traction asynchronous AC motors connected via a gearbox with wheel pairs powered from the contact network, batteries with chargers, characterized in that it is equipped with 3-11 traction motors of direct or alternating current with a capacity of up to 500 1800 kW, the composition of the electric train contains 10-11 passenger cars, each DC traction motor of the head and trailed cars, which are made of aluminum or titanium alloys s, connected to the AC mains through a current collector, with a transformer, thyristor converters, field winding, solinoid and batteries or each traction electric motor of the head and trailer cars is connected to the mains through a current collector, with a transformer, thyristor AC to DC converters , with an autonomous voltage inverter, with an AIN control system, which in the motor mode works in inverter mode, with an autonomous system AVN voltage, which operates in the rectifier mode, and in the braking mode, the AIN switches to the rectifier mode, and 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 main fan wagon and trailed wagons, with field winding and with batteries, the stator of each traction electric motor of direct or alternating current is connected to the frame of the trolley through its windows with brackets coated with a layer of highly resistant polymeric material, for example Teflon, cast on the stator surface 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 the wheels and the rails of the railway, each the shaft of the traction motor on both sides is mounted on cylindrical roller bearings or on tapered roller bearings of the cassette type, the stator windings of each induction motor alternating current are connected to separate 1-10 blocks of high-voltage voltage capacitors, which are installed under the body of the head and trailed passenger cars to accumulate electric energy during free driving and braking and transfer the accumulated electric energy of voltage capacitors to the windings of traction electric motors, during starting an electric train, its acceleration, the process of moving it by rail and into an electric network with a reduced voltage, or the accumulation of electric energy gii in blocks of capacitors and accumulators from the general electric network during the period of stagnation of the electric train in the hangar of the railway station.

На фиг. 1 показан общий вид электропоезда с головным и прицепными пассажирскими вагонами. На фиг. 2 показана электрическая схема преобразования переменного тока электрической сети 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.In FIG. 1 shows a general view of an electric train with head and trailed passenger cars. In FIG. 2 shows an electrical circuit for converting an alternating current of an electrical network to direct current for a direct current traction motor. In FIG. 3 shows the structure of the power section of a frequency converter with a rectifier for a traction asynchronous AC motor with a squirrel-cage rotor.

Электропоезд снабжен 3-11 тяговыми электродвигателями 1 постоянного или переменного тока мощностью до 500-1800 кВт, состав электропоезда содержит 10-11 пассажирских вагонов, каждый тяговый электродвигатель постоянного тока головного 2 и прицепных вагонов 3, которые выполнены из алюминиевых или титановых сплавов, связан с электрической сетью 4 переменного тока через токосъемник 5, с трансформатором 6, тиристорными преобразователями 7, обмоткой возбуждения 8, солиноидом 9 и с аккумуляторами 10 или каждый тяговый электродвигатель 1 переменного тока головного 2 и прицепных вагонов 3 связан с электрической сетью 4 через токосъемник 5, с трансформатором 6, тиристорными преобразователями 7 переменного тока в постоянный, 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 1 с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона 2 и прицепных вагонов 3, с обмоткой возбуждения (на фиг. 3 обмотка возбуждения не показана) и с аккумуляторами 10, статор каждого тягового электродвигателя 1 постоянного или переменного тока соединен с рамой тележки 14 через ее окна 15 кронштейнами 16, 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, и его вал 17 соединен с колесами 18 и с рельсами 19 железной дороги, каждый вал тягового электродвигателя 1 с двух сторон установлен на цилиндрические роликовые подшипники или на конические роликовые подшипники кассетного типа 20, обмотки статора каждого асинхронного электродвигателя 9 переменного тока соединены с отдельными 1-10 блоками конденсаторов 21 напряжений большой емкости, которые установлены под кузовом головного и прицепных пассажирских вагонов 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, или накопление электрической энергии в блоках конденсаторов и аккумуляторах от общей электрической сети в период отстоя электропоезда в ангаре железнодорожного вокзала.The electric train is equipped with 3-11 traction electric motors 1 of direct or alternating current with a capacity of up to 500-1800 kW, the composition of the electric train contains 10-11 passenger cars, each traction DC electric motor of the head 2 and trailed cars 3, which are made of aluminum or titanium alloys, is connected with AC electric network 4 through current collector 5, with transformer 6, thyristor converters 7, field winding 8, solinoid 9 and with batteries 10 or each traction electric motor 1 of alternating current 2 and trailed cars 3 is connected to the electric network 4 through a current collector 5, with a transformer 6, thyristor converters 7 AC to DC, with an autonomous voltage inverter, with the control system AIN 11, which in motor mode operates in inverter mode, with an autonomous system voltage control AVN 12, which operates in the rectifier mode, and in the braking mode the AIN switches to the rectifier mode, and the AVN operates in the inverter mode, inverting the voltage across the capacitor 13, the autonomous inverter yazheniya connected to each driving four-pole asynchronous motor with cage rotor 1 with fan alternating current head carriage 2 and trailer cars 3, with an excitation winding (FIG. 3, the field winding is not shown) and with batteries 10, the stator of each traction electric motor 1 of direct or alternating current is connected to the frame of the trolley 14 through its windows 15 with brackets 16 covered with a layer of highly resistant polymer material, for example Teflon, cast on the stator surface from the top or bottom side or brackets fixed to the stator by bolts to prevent its angular movement, and its shaft 17 is connected to the wheels 18 and the rails 19 of the railway, each shaft of the traction motor 1 with two Roron is mounted on cylindrical roller bearings or on tapered roller bearings of cassette type 20, the stator windings of each AC asynchronous electric motor 9 are connected to individual 1-10 blocks of capacitors 21 of high-voltage voltages, which are installed under the body of the head and trailed passenger cars to store electrical energy in periods of free pasture and braking and transmission of the stored electric energy of voltage capacitors to the windings of traction motors, in the period moving away from the place of the electric train, its acceleration, the process of moving it by rail and into the electric network with a reduced voltage, or the accumulation of electric energy in capacitor banks and accumulators from the general electric network during the period when the electric train stays in the hangar of the railway station.

Электропоезд работает следующим образом.The electric train operates as follows.

На электрифицированных участках электродороги тяговые электродвигатели 1 постоянного тока питаются от контактной электрической сети 4 переменного тока через токосъемник 5, трансформатор 6, понижающий силу тока, тиристорные вентили 7, в которых переменный ток преобразуется в постоянный. Вал 17 каждого тягового электродвигателя 1 и колеса 18, за счет сил трения с рельсами 19, приводят в движение вагоны электропоезда.In the electrified sections of the electric road, direct current traction motors 1 are powered from a contact electric network 4 of an alternating current through a current collector 5, a transformer 6 that reduces current, thyristor valves 7, in which the alternating current is converted to direct current. The shaft 17 of each traction electric motor 1 and the wheels 18, due to the friction forces with the rails 19, drive the cars of the electric train.

Рассмотрим работу электропоезда с тяговым электродвигателем переменного тока.Consider the operation of an electric train with a traction electric motor of alternating current.

В первоначальный момент работы электропоезда машинист освобождает тормозные колодки колес и контактным переключателем с автоматическим пультом управления частотой вращения вала тягового электродвигателя (на фиг. 1 контактный переключатель с автоматическим пультом управления не показаны), соединяет электрическую сеть с каждым тяговым асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором 1 переменного тока.At the initial moment of operation of the electric train, the driver releases the brake pads of the wheels with a contact switch with an automatic control panel for the rotation speed of the traction motor shaft (in Fig. 1, a contact switch with an automatic control panel is not shown), connects the electric network to each traction induction motor with a squirrel-cage rotor 1 of an alternating variable current.

Электрический ток с переменным напряжением от электрической сети подается через токосъемник 5 на трансформатор 6 для понижения переменного тока, тиристорными вентилями 7 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 и каждый тяговый асинхронный двигатель 1. За счет электрического тока электромагнитные силы приводят во вращение ротор каждого тягового асинхронного электродвигателя 1 его вал 17 и колеса 18, которые приводят в движение головной вагон и прицепные вагоны, для перемещения электропоезда назад контактным переключателем меняются полюса обмоток тягового асинхронного электродвигателя переменного тока.Electric current with alternating voltage from the mains is supplied through a current collector 5 to a transformer 6 to reduce the alternating current, by thyristor valves 7 to convert it to direct current, to chargers and batteries 10, to a stand-alone voltage inverter with an AIN 11 control system, which is in the motor the mode operates in the inverter mode, and with the control system ABH 12, which operates in the rectifier mode, and in the braking mode the AIN switches to the rectifier mode, and the AVN operates in the inverter mode, the inverter By varying the voltage across the capacitor 13 and each traction induction motor 1. Due to the electric current, electromagnetic forces drive the rotor of each traction asynchronous electric motor 1, its shaft 17 and wheels 18, which drive the head carriage and trailed cars, to move the train backward by the contact switch the poles of the windings of the traction asynchronous AC motor change.

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 автоматической системой управления частотой вращения тяговым асинхронным электродвигателем переменного тока, точно также 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 the automatic speed control system of a traction asynchronous electric motor AC eat exactly the same as the DC control DC motor.

При передаче крутящего момента от вала каждого тягового электродвигателя 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/час.When transmitting torque from the shaft of each traction AC electric motor to the wheels, it allows you to develop an electric train speed at an asynchronous electric motor shaft speed 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 короткозамкнутого электродвигателя.To change the direction of movement of the electric train, the poles of the stator of the traction asynchronous short-circuited electric motor are changed with a contact switch.

Накопленная электрическая энергия в блоках конденсаторов напряжений позволяет заряжать аккумуляторы в процессе перемещения электропоезда и на стоянках беспрерывно и экономить электроэнергию.The accumulated electric energy in the blocks of voltage capacitors allows you to charge the batteries in the process of moving the train and in the parking lot continuously and save electricity.

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 increases the efficiency of the electric train, reduces the manufacturing cost of the drive and extends the life of the electric train without repair, and the use of inertial forces of the cars makes it possible to smooth out mechanical losses in the efficiency of the electric motor.

В электрической сети железной дороги постоянного тока контактные переключатели, установленные в головном и прицепных вагонах, автоматически отключают трансформатор и тиристорные вентили и электрический ток подают на каждый тяговый электродвигатель переменного тока, а в электрической сети переменного тока контактный переключатель автоматически включает в работу трансформатор и тиристорные преобразователи (на фиг. 1 контактный переключатель не показан).In the electric network of the direct current railway, the contact switches installed in the head and trailed cars automatically turn off the transformer and thyristor valves and the electric current is supplied to each traction electric motor of alternating current, and in the electric network of the alternating current contact switch automatically turns on the transformer and thyristor converters (in Fig. 1, the contact switch is not shown).

Аккумуляторы используются для освещения, для питания электроприборов и в других системах управления.Batteries are used for lighting, for powering electrical appliances and other control systems.

Использование блоков конденсаторов напряжений позволяет экономить потребление электрической энергии из общей электрической сети и повысить КПД тяговых электродвигателей.Using blocks of voltage capacitors allows you to save the consumption of electric energy from a common electrical network and increase the efficiency of traction motors.

Для состава пассажирского электропоезда из 10-11 вагонов достаточно 3-6 тяговых асинхронных электродвигателей переменного тока мощностью до 500-1800 кВ.For the composition of a passenger electric train of 10-11 cars, 3-6 traction asynchronous AC electric motors with a power of up to 500-1800 kV are enough.

Claims

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 3-11 тяговыми электродвигателями постоянного или переменного тока мощностью до 500-1800 кВт, состав электропоезда содержит 10-11 пассажирских вагонов, каждый тяговый электродвигатель постоянного тока головного и прицепных вагонов, которые выполнены из алюминиевых или титановых сплавов, связан с электрической сетью переменного тока через токосъемник, с трансформатором, тиристорными преобразователями, обмоткой возбуждения, солиноидом и с аккумуляторами или каждый тяговый электродвигатель переменного тока головного и прицепных вагонов связан с электрической сетью через токосъемник, с трансформатором, тиристорными преобразователями переменного тока в постоянный, 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, с обмоткой возбуждения и с аккумуляторами, 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, и его вал соединен с колесами и с рельсами железной дороги, 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 соединены с отдельными 1-10 блоками конденсаторов напряжений большой емкости, которые установлены под кузовом головного и прицепных пассажирских вагонов 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, или накопление электрической энергии в блоках конденсаторов и аккумуляторах от общей электрической сети в период отстоя электропоезда в ангаре железнодорожного вокзала. An electric train containing head and trailer cars with traction asynchronous AC motors connected via a gearbox with wheel pairs powered from the contact network, batteries with chargers, characterized in that it is equipped with 3-11 traction motors of direct or alternating current with a capacity of up to 500 1800 kW, the composition of the electric train contains 10-11 passenger cars, each DC traction motor of the head and trailed cars, which are made of aluminum or titanium alloys s, connected to the AC mains through a current collector, with a transformer, thyristor converters, field winding, solinoid and batteries or each traction electric motor of the head and trailer cars is connected to the mains through a current collector, with a transformer, thyristor AC to DC converters , with an autonomous voltage inverter, with an AIN control system, which in the motor mode works in inverter mode, with an autonomous system AVN voltage, which operates in the rectifier mode, and in the braking mode, the AIN switches to the rectifier mode, and 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 main fan wagon and trailed wagons, with field winding and with batteries, the stator of each traction electric motor of direct or alternating current is connected to the frame of the trolley through its windows with brackets coated with a layer of highly resistant polymeric material, for example Teflon, cast on the stator surface 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 the wheels and the rails of the railway, each the shaft of the traction motor on both sides is mounted on cylindrical roller bearings or on tapered roller bearings of the cassette type, the stator windings of each induction motor alternating current are connected to separate 1-10 blocks of high-voltage voltage capacitors, which are installed under the body of the head and trailed passenger cars to accumulate electric energy during free driving and braking and transfer the accumulated electric energy of voltage capacitors to the windings of traction electric motors, during starting an electric train, its acceleration, the process of moving it by rail and into an electric network with a reduced voltage, or the accumulation of electric energy gii in blocks of capacitors and accumulators from the general electric network during the period of stagnation of the electric train in the hangar of the railway station.