Корисна модель відноситься до залізничного транспорту, зокрема до електричного рухомого складу залізниць з індукторними тяговими двигунами, що отримують живлення від мережі постійного або змінного струму. Завданням, яке вирішується корисною моделлю, є підвищення експлуатаційних характеристик маневрового електровоза з індукторними тяговими двигунами. Для вирішення поставленої задачі маневровий електровоз містить статичні тягові напівпровідникові перетворювачі для живлення тягових індукторних двигунів, бортовий перетворювач, перемикач, який містить двопозиційні нормально відкриті і нормально закриті механічно пов'язані групи контактів. Крім того, на відміну від прототипу він додатково забезпечений мережевим регулятором, вхід якого через струмоприймач з'єднаний з контактною мережею, а вихід через силові шини з'єднаний із входами статичних напівпровідникових перетворювачів для живлення тягових індукторних двигунів, а також додатково забезпечений накопичувачем енергії, який через нормально відкриті контакти перемикача підключається до силових шин, через нормально закриті контакти перемикача з'єднаний з першими висновками бортового перетворювача, другі висновки якого з'єднані з силовими шинами. Технічним результатом пропонованого технічного рішення є розширення діапазону дії маневрового електровоза, за рахунок можливості здійснювати технологічні операції на ділянках колії при живленні від мережі постійного струму та на неелектрифікованих ділянках колії.
Корисна модель відноситься до залізничного транспорту, а саме до електричного рухомого складу залізниць з тяговими індукторними двигунами, що отримують живлення від мережі постійного або змінного струму.
Відомі контактно-акумуляторні маневрові електровози для роботи в межах міст за відсутності шуму та диму на ділянках як з постійною напругою мережі (електровоз серії ВЛ26), так і зі змінною (електровоз серії ВЛ41). Силові ланцюги цих електровозів містять струмознімальні пристрої, тиристорні перетворювачі, що живляться безпосередньо від мережі постійного струму, або від тягового трансформатора при живленні від мережі змінного струму, акумуляторні батареї, які заряджаються від контактної мережі, і живлять тягові двигуни на неелектрифікованих ділянках шляху. Основний недолік маневрових контактно-акумуляторних електровозів – великі втрати електроенергії. (В.А. Раков Локомотиви та мотор-вагонний рухомий склад. М.: Транспорт.1979 213 с.)
Відомий також маневровий електровоз типу Її 922, який є економічним, з точки зору споживання електроенергії. Цей електровоз призначений для роботи на електрифікованих ділянках шляху живлення від мережі змінного струму.
Силові ланцюги такого електровоза містять тяговий трансформатор, мережевий регулятор, тяговий інвертор, що живить паралельно включені асинхронні двигуни. (Маневровий електровоз Її 922 для SBB. Журнал «Залізниці світу» - 2009 - 12, с.44-46).
Недоліком маневрового електровоза є обмежений діапазон дії.
Найбільш близьким за технічною сутністю до технічного рішення, що заявляється, прийнятому за прототип, є електровоз, що містить тягові статичні напівпровідникові перетворювачі для живлення тягових індукторних двигунів від контактної мережі однофазного струму, бортовий перетворювач для живлення тягових індукторних двигунів від джерела живлення , з боку входу, підключений через підкузовнурозетку до джерела живлення депо, а з боку виходу - до обмоток тягових двигунів через контакти перемикача, який містить двопозиційні, перекидні, механічно пов'язані групи контактів, з яких нормально закриті контакти включені в ланцюг живлення двигунів від джерела живлення депо, а нормально відкриті контакти включені ланцюг живлення тягових індукторних двигунів від контактної мережі. (Патент на корисну модель RU 54868, МПК B60L 15/04, B60L 9/30 (2006.01).
Недоліком такого електровоза є обмежений діапазон дії, так як він не може здійснювати технологічні операції на ділянках шляху живлення від мережі постійного струму та на неелектрифікованих ділянках шляху.
Завданням, яке вирішується корисною моделлю, є підвищення експлуатаційних характеристик маневрового електровоза з індукторними тяговими двигунами.
Для вирішення поставленої задачі маневровий електровоз містить статичні тягові напівпровідникові перетворювачі для живлення тягових індукторних двигунів, бортовий перетворювач, перемикач, який містить двопозиційні нормально відкриті і нормально закриті механічно пов'язані групи контактів. Крім того, на відміну від прототипу він додатково забезпечений мережевим регулятором, вхід якого через струмоприймач з'єднаний з контактною мережею, а вихід через силові шини з'єднаний із входами статичних напівпровідникових перетворювачів для живлення тягових індукторних двигунів, а також додатково забезпечений накопичувачем енергії, який через нормально відкриті контакти перемикача підключається до силових шин, через нормально закриті контакти перемикача з'єднаний з першими висновками бортового перетворювача, другі висновки якого з'єднані з силовими шинами.
Технічнимрезультатом запропонованого технічного рішення є розширення діапазону дії маневрового електровоза, за рахунок можливості здійснювати технологічні операції на ділянках колії при живленні від мережі постійного струму та на неелектрифікованих ділянках колії.
Технічний результат досягається за рахунок додаткового обладнання електровоза мережним регулятором, який дозволяє здійснити енергопостачання електровоза при зміні роду струму в контактній мережі, та накопичувачем енергії, який дозволяє здійснити енергопостачання електровоза в автономному режимі роботи. Все це розширює діапазон дії маневрового електровоза: він може працювати як на ділянках ліній електрифікованих на постійному або змінному струмі, так і на станціях, де є стики між ділянками ліній, електрифікованих на постійному та змінному струмі, а також здійснювати технологічні операції на неелектрифікованих ділянках. шляхи.
На малюнку 1 показана структурна схема системи живлення маневрового електровоза. Схема містить мережевий регулятор 1, вхід якого через струмоприймач 2 з'єднаний з контактною мережею, а вихід з'єднаний через силові шини 3 з входами статичних напівпровідникових перетворювачів 4 для живлення індукторних тягових двигунів 5, накопичувач енергії 6, який через нормально відкриті контакти 7.1 і 7. підключається до силових шин 3 а через нормально закриті контакти 7.3 і 7.4 перемикача 7 з'єднаний з першими висновками бортового перетворювача 8, другі висновки якого з'єднані з силовими шинами 3.
Робота маневрового електровоза ось у чому. У режимі тяги живлення від контактної мережі на вхід мережевого регулятора 1 через струмоприймач 2 подається напруга контактної мережі, при цьому автоматично визначається рідструму живлення і проводиться відповідна зміна структури силової схеми. На виході мережевого регулятора 1 формується постійна напруга, яка по силовим шинам 3 подається на входи тягових статичних напівпровідникових перетворювачів 4, що живлять реактивні індукторні двигуни 5. Бортовий перетворювач 8, залежно від режиму роботи, здійснює двонаправлену передачу енергії між пристроями 1 до силових шин 3 і накопичувачем енергії 6. Перемикач 7, через контакти 7.1-7.4, підключає накопичувач енергії 6 або до бортового перетворювача 8, або - до силових шин 3. Зокрема, заряд накопичувача енергії 6 від бортового перетворювача 8 проводиться на стоянці під контактним проводом, а також в режимі тяги, коли статичні тягові напівпровідникові перетворювачі 4, живлять тягові індукторні двигуни 5 споживають енергію, що знімається з силових шин 3, але при цьому існує резерв по потужності. У режимі гальмування енергія, що генерується тяговими індукторними двигунами 5, надходить на силові шини 3 і через замкнуті контакти 7.1, 7.2 перемикача 7 передається безпосередньо в накопичувач енергії 6 або контактну мережу через мережевий регулятор 1 (при повному заряді накопичувача енергії 6). Якщо напруга на силових шинах 3 недостатньо для передачі енергії накопичувач 6 безпосередньо через замкнуті контакти 7.1, 7.2 перемикача 7, то проводиться його перемикання. При цьому накопичувач енергії 6 підключається через замкнуті контакти 7.3, 7.4 перемикача 7 перших висновків бортового перетворювача 8, на яких напруга, що знімається з силових шин 3, підвищується до заданого значення. В автономному режимі контакт токоприймача 2 з мережею відсутній, а мережевий регулятор 1 відключений. У режимі тяги попередньозаряджений накопичувач енергії 6 через контакти 7.1, 7.2 перемикача 7 підключається до силових шин 3 і подає живлення на тягові статичні напівпровідникові перетворювачі 4, живлять індукторні тягові двигуни 5. При зниженні напруги на силових шинах з-за часткового розряду і накопичувач енергії 6 через контакти 7.3, 7.4 підключається до бортового перетворювача 8, який підвищує напругу, що знімається з силових шин 3, до номінального значення, забезпечуючи реалізацію заданого режиму роботи маневрового електровоза при частковому розряді накопичувача енергії 6. У режимі тор індукторними двигунами 5 надходить на силові шини 3 і через замкнуті контакти 7.1, 7.2 перемикача 7 передається в накопичувач енергії 6. Якщо напруга на силових шинах 3 недостатньо для передачі енергії в накопичувач 6 безпосередньо через замкнуті контакти 7.1, 7.2 перемикача 7, перемикання. При цьому накопичувач енергії 6 підключається через замкнуті контакти 7.3, 7.4 перемикача 7 перших висновків бортового перетворювача 8, на яких напруга, що знімається з силових шин 3, підвищується до заданого значення.
Мережевий регулятор може бути виконаний за схемою комбінованого чотириквадрантного випрямляча-імпульсного регулятора постійного струму (А.В. Вольвіч, В.П. Янів. Перетворювачі сучасних тягових одиниць. \\ Електровозобудування: Сб. нав. інституту електровозобудування (ВАТ «ВелНДІ») – Новочеркаськ, 1999. – Т41. – с.72-90, рис.7).
Бортовий перетворювач може бути виконаний за схемою підвищувально-знижуючого двонаправленого перетворювача постійної напругипостійне (Остріров В.М. Розробка серії силових електронних перетворювачів постійної напруги. \\ Журнал «Компоненти та технології» - 2002 - 8, рис.3).
Позитивний ефект використання запропонованого технічного рішення проявляється у підвищенні експлуатаційних характеристик маневрового електровоза.
Маневровий електровоз, що містить тягові статичні напівпровідникові перетворювачі для живлення тягових індукторних двигунів, бортовий перетворювач, перемикач, що має двопозиційні нормально відкриті і нормально закриті механічно зв'язані групи контактів, який відрізняється тим, що він додатково забезпечений мережевим регулятором, вхід якого через струмоприймач з'єднаний з контактом а вихід через силові шини з'єднаний з входами статичних тягових напівпровідникових перетворювачів для живлення тягових індукторних двигунів, а також - він додатково має накопичувач енергії, який через нормально відкриті контакти перемикача підключається до силових шин, а через нормально закриті контакти перемикача з'єднаний з першими висновками бортового перетворювача , другі висновки якого з'єднані із силовими шинами.