RU2646683C1 - High speed electric train, energy-saving, ecologically pure and safe for people - Google Patents
High speed electric train, energy-saving, ecologically pure and safe for people Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646683C1 RU2646683C1 RU2016142121A RU2016142121A RU2646683C1 RU 2646683 C1 RU2646683 C1 RU 2646683C1 RU 2016142121 A RU2016142121 A RU 2016142121A RU 2016142121 A RU2016142121 A RU 2016142121A RU 2646683 C1 RU2646683 C1 RU 2646683C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric
- traction
- voltage
- motor
- mode
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 3
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 3
- 229910001069 Ti alloy Chemical group 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 abstract 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C3/00—Electric locomotives or railcars
- B61C3/02—Electric locomotives or railcars with electric accumulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
- B60L9/24—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
- B60L9/28—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines polyphase motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- 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 s).
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. - 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 C, Fig. 4.13.)
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 тяговыми электродвигателями, вал каждого электродвигателя соединен зубчатыми муфтами с левой и с правой сторон с полуосями и с парой колес тележки, 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 trailed cars with traction engines, characterized in that it is equipped with traction motors, the shaft of each electric motor is connected by gear couplings on the left and right sides with half shafts and with a pair wheels of the cart, which, in the opinion of the expert examination, is a closer analogue (see patent RU 2461470. Publ. 10.06.2012. Bull. No. 26 of 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 снабжен 3-20 тяговыми электродвигателями постоянного или переменного тока мощностью 500-1800 кВт, состав электропоезда содержит 10-30 пассажирских вагонов, каждый тяговый электродвигатель постоянного тока головного и прицепных вагонов, которые выполнены из алюминиевых или титановых сплавов, связан с высоковольтной электрической сетью переменного тока через токосъемник, с трансформатором, понижающим напряжение до 400 В или 690 В, с 1-50 блоками конденсаторов большой емкости, транзисторными диодами, обмоткой возбуждения, солиноидом и с аккумуляторами или каждый тяговый электродвигатель переменного тока головного и прицепных вагонов связан с высоковольтной электрической сетью через токосъемник, с трансформатором, понижающим напряжение до 400 В или 690 В, с 1-50 блоками конденсаторов большой емкости, транзисторными 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 1-10 конденсаторах, автономный инвертор напряжения соединен с каждым тяговым трехфазным асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона и прицепных вагонов, с аккумуляторами, автономный инвертор напряжения АИН подает напряжение на три обмотки статора А, В, С трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором, провод однофазной сети переменного напряжения независимо от автономного инвертора напряжения соединен с нулем обмоток А, В, С для обеспечения стабильной работы электродвигателя, 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, приваренными к стальной оболочке статора, или кронштейнами, закрепленными к статору болтами с верхней и нижней сторон рамы для предотвращения его углового перемещения и исключения воздействия поперечной и вертикальной вибрации вагона и тележки на тяговый электродвигатель, и его вал напрямую соединен с колесами и с рельсами железной дороги, или фланец тягового электродвигателя соединен подвижно относительно тележки болтами с упругими втулками с нижней стороны рамы указанной тележки, между верхней плоскостью фланца указанного электродвигателя и нижней плоскостью указанной рамы тележки установлен слой упругого материала для снижения вибрации электродвигателя при поперечной и вертикальной вибрации вагона и тележки, а вал электродвигателя соединен напрямую с колесами и рельсами железной дороги, каждый вал тягового электродвигателя с двух сторон установлен на цилиндрические роликовые подшипники или на конические роликовые подшипники кассетного типа, каждая обмотка статора трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока соединена с отдельными 1-20 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, при его разгоне, в процессе его перемещения по железной дороге и в электрическую сеть с пониженным напряжением, или накопления 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 3-20 traction electric motors of direct or alternating current with a capacity of 500-1800 kW, the composition of the electric train contains 10-30 passenger cars, each traction DC motor of the head and trailer cars, which are made of aluminum or titanium alloys, is connected to a high-voltage electric network of alternating current current through a current collector, with a transformer that reduces the voltage to 400 V or 690 V, with 1-50 blocks of large capacitors, transistor diodes, field winding, solinoid and with batteries or each traction electric motor of the head and trailer cars is connected to a high-voltage electric network through a current collector, with a transformer that reduces the voltage to 400 V or 690 V, with 1-50 blocks of large capacitors, transistor AC / DC converters, with autonomous a voltage inverter, with an AIN control system, which in motor mode operates in an inverter mode, with an autonomous AVN voltage control system that operates in a rectifier mode Me, and in the braking mode, the AIN switches to the rectifier mode, and the AVN operates in the inverter mode, inverting the voltage at 1-10 capacitors, an autonomous voltage inverter is connected to each three-phase traction induction electric motor with a squirrel-cage rotor with an alternating current fan of the head carriage and trailer cars, with batteries, AIN stand-alone voltage inverter supplies voltage to three stator windings A, B, C of a three-phase asynchronous AC motor with squirrel-cage rotor, single wire the main AC voltage independent of the autonomous voltage inverter is connected to zero windings A, B, C to ensure stable operation of the electric motor, 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 polymer material, for example Teflon, cast on the stator surface from the upper or lower side, or brackets welded to the steel shell of the stator, or brackets fixed to the stator with bolts on the upper and lower sides of the frame to prevent its angular movement and to exclude the effects of transverse and vertical vibration of the wagon and carriage on the traction motor, and its shaft is directly connected to the wheels and the rails of the railway, or the flange of the traction motor is movably connected relative to the carriage with bolts elastic bushings on the lower side of the frame of the specified cart, between the upper plane of the flange of the specified motor and the lower plane of the specified frame of the cart is a layer of elastic mat Rial to reduce vibration of the motor during transverse and vertical vibration of the carriage and trolley, and the motor shaft is connected directly to the wheels and rails of the railway, each shaft of the traction motor on both sides is mounted on cylindrical roller bearings or on tapered roller bearings of a cassette type, each three-phase stator winding asynchronous AC motor connected to individual 1-20 blocks of capacitors of high-voltage voltages, which are installed under the body and trailed passenger cars for accumulating electric energy during periods of free driving and braking and transferring the accumulated electric energy of voltage capacitors to the windings of traction electric motors, during starting from the place of the electric train, when it is accelerated, during its movement by rail and into the electric network low voltage, or the accumulation of electrical energy in capacitor banks and accumulators from a common electrical network during the period of stagnation of an electric train in a railway hangar 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 трехфазного 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 three-phase asynchronous AC motor with a squirrel-cage rotor.
Электропоезд снабжен 3-20 тяговыми электродвигателями 1 постоянного или переменного тока мощностью 500-1800 кВт, состав электропоезда содержит 10-30 пассажирских вагонов, каждый тяговый электродвигатель постоянного тока головного 2 и прицепных вагонов 3, которые выполнены из алюминиевых или титановых сплавов, связан с высоковольтной электрической сетью 4 переменного тока через токосъемник 5, с трансформатором 6, понижающим напряжение до 400 В или 690 В, с 1-50 блоками конденсаторов 7 большой емкости, транзисторными диодами 8, обмоткой возбуждения 9, солиноидом 10 и с аккумуляторами 11 или каждый тяговый электродвигатель 1 переменного тока головного 2 и прицепных вагонов 3 связан с высоковольтной электрической сетью 4 через токосъемник 5, с трансформатором 6, понижающим напряжение до 400 В или 690 В, с 1-50 блоками конденсаторов 7 большой емкости, транзисторными преобразователями 8 переменного тока в постоянный, с автономным инвертором напряжения, с системой управления АИН 12, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, с автономной системой управления напряжения АВН 13, которая работает в выпрямительном режиме, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на 1-10 конденсаторах 14, автономный инвертор напряжения соединен с каждым тяговым трехфазным асинхронным электродвигателем 1 с короткозамкнутым ротором с вентилятором переменного тока головного вагона 2 и прицепных вагонов 3, с аккумуляторами 11, автономный инвертор напряжения АИН 12 подает напряжение на три обмотки статора А, В, С трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором, провод 15 однофазной сети переменного напряжения независимо от автономного инвертора напряжения соединен с нулем обмоток А, В, С для обеспечения стабильной работы электродвигателя, статор каждого тягового электродвигателя 1 постоянного или переменного тока соединен с рамой тележки 16 через ее окна 17 кронштейнами 18, покрытыми слоем высокостойкого полимерного материала, например тефлона, выполненными литьем на поверхности статора с верхней или нижней стороны, или кронштейнами, приваренными к стальной оболочке статора, или кронштейнами, закрепленными к статору болтами с верхней и нижней сторон рамы для предотвращения его углового перемещения и исключения воздействия поперечной и вертикальной вибрации вагона и тележки на тяговый электродвигатель, и его вал 19 напрямую соединен с колесами 20 и с рельсами 21 железной дороги, или фланец тягового электродвигателя 1 соединен подвижно относительно тележки 16 болтами с упругими втулками с нижней стороны рамы указанной тележки, между верхней плоскостью фланца указанного электродвигателя и нижней плоскостью указанной рамы тележки установлен слой упругого материала для снижения вибрации электродвигателя при поперечной и вертикальной вибрации вагона и тележки, а вал 18 электродвигателя 1 соединен напрямую с колесами 20 и рельсами 21 железной дороги, каждый вал тягового электродвигателя 1 с двух сторон установлен на цилиндрические роликовые подшипники или на конические роликовые подшипники кассетного типа 22, каждая обмотка статора трехфазного асинхронного электродвигателя 9 переменного тока соединена с отдельными 1-20 блоками конденсаторов 23 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, при его разгоне, в процессе его перемещения по железной дороге и в электрическую сеть с пониженным напряжением, или накопления 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 3-20 traction
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, блоки конденсаторов 7 большой емкости, транзисторные диоды 8, в которых переменный ток преобразуется в постоянный. Вал 19 каждого тягового электродвигателя 1 и колеса 20, за счет сил трения с рельсами 21, приводят в движение вагоны электропоезда.In the electrified sections of the electric road,
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 and connects the electric network to each traction asynchronous electric motor with squirrel-
Электрический ток с переменным напряжением от электрической сети подается через токосъемник 5 на трансформатор 6 для понижения переменного тока, блоки конденсаторов 7 большой емкости, транзисторные диоды 8 для преобразования его в постоянный ток, на зарядные устройства и аккумуляторы 11, на автономный инвертор напряжения с системой управления АИН 12, которая в двигательном режиме работает в режиме инвертора, и с системой управления АВН 13, которая работает в режиме выпрямителя, а в режиме торможения АИН переходит в выпрямительный режим, а АВН работает в режиме инвертора, инвертируя напряжение на конденсаторах 14 и каждый тяговый асинхронный двигатель 1.Electric current with alternating voltage from the mains is supplied through a
За счет электрического тока электромагнитные силы приводят во вращение ротор каждого тягового асинхронного электродвигателя 1, его вал 19 и колеса 20, которые приводят в движение головной вагон и прицепные вагоны, для перемещения электропоезда назад контактным переключателем меняются полюса обмоток тягового асинхронного электродвигателя переменного тока.Due to the electric current, electromagnetic forces rotate the rotor of each
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 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 the automatic speed control system of a traction asynchronous electric motor I eat AC, just like a constant current control of DC motor.
При передаче крутящего момента от вала каждого тягового электродвигателя переменного тока на колеса можно развивать скорость электропоезда при частоте вращения вала асинхронного электродвигателя 3000 об/мин, диаметре колеса 950 мм от 0 до 500 км/час.When transmitting torque from the shaft of each traction AC electric motor to the wheels, it is possible 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 500 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 with a contact switch, the stator poles of the traction asynchronous squirrel-cage electric motor are changed.
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 можно 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 is possible 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 makes it possible to smooth the mechanical losses of the electric motor efficiency.
В электрической сети железной дороги постоянного тока контактные переключатели, установленные в головном и прицепных вагонах, автоматически отключают трансформатор и транзисторные диоды и электрический ток подают на инвертор напряжения и обмотки статора А, В, С, тягового электродвигателя переменного тока, а в электрической сети переменного тока контактный переключатель автоматически включает в работу трансформатор и транзисторные диоды (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 transistor diodes and the electric current is supplied to the voltage inverter and stator windings A, B, C, traction AC motor, and in the AC mains the contact switch automatically turns on the transformer and transistor diodes (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.
Использование 1-50 блоков конденсаторов позволяет стабилизировать напряжение в электрических схемах преобразования переменного тока в постоянный и в структурной силовой части преобразователя частоты вала трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока с короткозамкнутым ротором, уменьшить потребление электроэнергии из общей электрической сети в процессе разгона и перемещения электропоезда по железной дороге.The use of 1-50 blocks of capacitors allows you to stabilize the voltage in the electrical circuits for converting alternating current to direct and in the structural power part of the shaft frequency converter of a three-phase asynchronous AC motor with squirrel-cage rotor, to reduce the consumption of electricity from a common electrical network during acceleration and movement of the train by rail .
Для состава пассажирского электропоезда из 10-30 вагонов достаточно 3-12 тяговых асинхронных электродвигателей переменного тока мощностью 1500 кВ.For the composition of a passenger electric train of 10-30 cars, 3-12 traction asynchronous AC electric motors with a power of 1500 kV are enough.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142121A RU2646683C1 (en) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | High speed electric train, energy-saving, ecologically pure and safe for people |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142121A RU2646683C1 (en) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | High speed electric train, energy-saving, ecologically pure and safe for people |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2646683C1 true RU2646683C1 (en) | 2018-03-06 |
Family
ID=61568722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016142121A RU2646683C1 (en) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | High speed electric train, energy-saving, ecologically pure and safe for people |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646683C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2726846C1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-07-16 | Валерий Александрович Мнацаканов | Asynchronous traction drive control device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006158123A (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Toyota Motor Corp | Ac voltage output device and vehicle equipped therewith |
| RU2528526C2 (en) * | 2012-10-22 | 2014-09-20 | Александр Семенович Сердечный | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train |
| RU2533767C2 (en) * | 2012-12-18 | 2014-11-20 | Александр Семенович Сердечный | High-speed energy-saving ecologically clean and safe for people electric train |
| RU2583819C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-05-10 | Александр Семенович Сердечный | High-speed, energy-conservation, ecologically clean and safe for people |
-
2016
- 2016-10-26 RU RU2016142121A patent/RU2646683C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006158123A (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Toyota Motor Corp | Ac voltage output device and vehicle equipped therewith |
| RU2528526C2 (en) * | 2012-10-22 | 2014-09-20 | Александр Семенович Сердечный | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train |
| RU2533767C2 (en) * | 2012-12-18 | 2014-11-20 | Александр Семенович Сердечный | High-speed energy-saving ecologically clean and safe for people electric train |
| RU2583819C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-05-10 | Александр Семенович Сердечный | High-speed, energy-conservation, ecologically clean and safe for people |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2726846C1 (en) * | 2019-02-13 | 2020-07-16 | Валерий Александрович Мнацаканов | Asynchronous traction drive control device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9108645B2 (en) | Driving system for railroad vehicle | |
| JPH09505786A (en) | Rail type power unit | |
| US20200207377A1 (en) | Railway power system and associated method | |
| JP2002238107A (en) | System for supplying power to electrically propelled vehicle | |
| RU2533767C2 (en) | High-speed energy-saving ecologically clean and safe for people electric train | |
| RU2406628C2 (en) | Pollution-free electrical train safe for people and environments | |
| RU2528526C2 (en) | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train | |
| CA2630194A1 (en) | Device for conveying people or objects | |
| JP2002369308A (en) | Electric rolling stock system | |
| CN112297866A (en) | Magnetic suspension driving device based on linear double-fed motor and magnetic suspension train system | |
| RU2009137246A (en) | HIGH-SPEED RAILWAY PASSENGER COMPOSITION | |
| RU2583819C1 (en) | High-speed, energy-conservation, ecologically clean and safe for people | |
| RU2646683C1 (en) | High speed electric train, energy-saving, ecologically pure and safe for people | |
| RU99388U1 (en) | COMPOSITION OF A TWO-SYSTEM PASSENGER ELECTRIC TRAIN | |
| RU2495765C1 (en) | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train | |
| RU2647208C2 (en) | Energy-efficient, ecologically clean and safe high-speed electric train | |
| RU2461470C2 (en) | High-speed nonpolluting power-saving safe electric train | |
| RU2507087C2 (en) | High-speed energy-conservation ecologically pure and safe electric train | |
| RU2544440C1 (en) | High-speed non-polluting power-saving safe 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 | |
| RU2527638C1 (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 | |
| KR101723441B1 (en) | A train bogie with power collecting wire apparatus for the LPM |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181027 |