Челябинский институт путей сообщения. Диденко А.В.

Челябинск - 2009

Автор: Диденко а.в.

Краткий курс лекций "Электрооборудование пассажирских вагонов"-2009г.

Краткий курс лекций предназначен для студентов очного и заочного обучения по специальности 190304 "Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог" со специализацией 190304.03 "Установки и электрические аппараты вагонов" в качестве дополнительного учебного пособия, а также для повышения квалификации и подготовки специалистов, связанных с эксплуатацией и ремонтом подвижного состава.

Челябинский институт путей сообщения.

1. Общие сведения о системах энергоснабжения пассажирских вагонов.

Различают следующие системы энергоснабжения:

• Автономные;

• Централизованные;

• Комбинированные.

1.1. Автономная система.

Пассажирский вагон в качестве источников электроэнергии имеет свой генератор, аккумуляторную батарею и не зависит от других, внешних источников энергии. В движении или на стоянке вагон сам обеспечивает свои потребители электроэнергией. Большинство вагонов имеют автономную систему энергоснабжения.

Мощность генератора, установленного в вагонах зависит от числа нагрузок, то есть сервиса предусмотренного в данной конструкции вагона:

2,5 –4 квт – сеть освещения, электробытовые приборы, цепи сигнализации и управления;

6,5 – 10 квт – сеть освещения, электробытовые приборы, электрокипятильник, принудительная вентиляция;

20 - 30 квт – сеть освещения, электрокипятильник, электробытовые приборы, установка кондиционирования воздуха;

30 – 50 квт – сеть освещения, электрокипятильник, электробытовые приборы, установка кондиционирования воздуха, электроотопление;

Вывод: По мере роста сервиса в вагоне растет энергопотребление.

2. Централизованная система.

Вагон снабжается электроэнергией от внешнего постороннего источника. В вагоне отсутствует генератор и аккумуляторная батарея (может использоваться аккумуляторная батарея небольшой емкости).

Источники электроэнергии:

• дизель – генератор в вагоне – дизель электростанции, который следует в составе за локомотивом;

- дизель – генератор локомотива;

• от контактной сети через электровоз и его преобразователи.

Централизованная система используется редко и только в определенных направлениях следования поездов.

1.3. Комбинированная система.

Комбинированная система состоит из автономной и комбинированной систем;

• Для низковольтных (50,110в) нагрузок применяется автономная система;

• Для отопления используется централизованная высоковольтная система (3000в);

Комбинированная система нашла наибольшее распространение на железных дорогах России.

Сравнение систем:

Автономная:

• Сложность схемы;

• Большая трудоемкость ремонта и обслуживания;

• Полная независимость и автономность;

Централизованная:

• Простота схемы вагона;

• Дешевая эксплуатация и ремонт вагонов;

• Сложность переформирования составов;

• При неисправности источника электроэнергии все вагоны обесточены;

• Использование дизель – генераторов усложняет пассажирское хозяйство;

Упрощенные схемы систем автономного электроснабжения пассажирских вагонов.

Систем существует четыре;

• Вагоны с генераторами постоянного тока без установки кондиционирования воздуха (УКВ);

• Вагоны с генераторами постоянного тока и УКВ;

• Вагоны с генераторами переменного тока без УКВ;

• Вагоны с генераторами переменного тока и УКВ.

1. Система автономного электроснабжения вагонов с генератором постоянного тока без укв.

Рис. 1 Схема системы электроснабжения вагонов с генераторами постоянного тока без УКВ.

Источники электроэнергии:

G – генератор, мощностью до 10 квт;

АБ – аккумуляторная батарея 50 в;

Потребители:

М 1 – электродвигатели;

Л – сеть освещения;

ЭН – электронагревательные приборы.

Если вагон стоит или движется с малой скоростью (до 30 км час), то потребители питаются от аккумуляторной батареи АБ напряжением 50 в. Генератор отключен от потребителей контактом РОТ (реле обратного тока).

Если вагон движется и его скорость достигает 30 км час, то срабатывает реле обратного тока и своим контактом РОТ подключает генератор к потребителям и аб (для зарядки). Генератор питает электродвигатели М1 , нагреватели эн и заряжает аб. Эти нагрузки питаются напряжением U1 =65 –72v (зависит от типа аб). Сеть освещения Л питается напряжением U2 = 50 v через регулятор напряжения сети рнс. На РНС получается падение напряжения U = 72 –50 =22v.

Работа генератора зависит от скорости движения вагона. С увеличением скорости возрастает напряжение до больших величин, чего допускать нельзя. Для ограничения и регулирования напряжения генератора применяется рнг (автоматический регулятор напряжения генератора). Этот регулятор - угольный (в качестве регулирующего переменного сопротивления используется угольный столбик).

Регулирующий элемент установлен в цепи возбуждения генератора. При изменении напряжения генератора рнг изменяет ток возбуждения так, чтобы напряжение генератора не зависело от скорости движения вагона. Uг = U1 = const.

Отг – ограничитель тока генератора. Защищает генератор от чрезмерно большого тока при подключении большого числа нагрузок (результат неправильных действий обслуживающего персонала или неисправности нагрузок). Угольный столбик отг расположен в цепи возбуждения. При больших токах отг увеличивает сопротивление и уменьшает ток возбуждения. Уменьшается Uг, а значит по закону Ома уменьшается и ток.

Рнс – регулятор напряжения сети. Он поддерживает в сети освещения пониженное напряжения U 2 < 54v. На угольный столбик рнс приходится, падает "лишнее" напряжение.

В этой системе применяется генератор типа 23.07.21 с плавающей щеточной траверсой ПТ для сохранения постоянной полярности на щетках независимо от направления движения вагона. Такая система электроснабжения применяется на вагонах ГДР типа 47д .