Адаптивная система управления электроснабжением и режимами работы оборудования пассажирского вагона локомотивной тяги с подвагонным генератором

Заявленная полезная модель предназначена для использования на железнодорожном подвижном составе, а именно для автоматического адаптивного в зависимости от текущих энергетических возможностей генераторной установки управления электроснабжением систем и агрегатов пассажирского вагона с подвагонным генератором. Технический результат, на достижение которого направлена данная полезная модель, заключается в стабилизации электроснабжения вагонных потребителей и расширении диапазона скоростей движения вагона, при которых электроснабжение осуществляется от подвагонного генератора. Система содержит подвагонный генератор, подключенный к вагонной шине питания через силовой стабилизатор напряжения, способный как понижать, так и повышать входное напряжение. К шине через блок коммутации, подключены потребители электроэнергии пассажирского вагона. Система управления силового стабилизатора регулирует напряжение на входе силового стабилизатора изменением тока возбуждения генератора, При достижении тока возбуждения генератора максимальной величины и снижении величины выпрямленного напряжения ниже допустимой величины система управления переводит силовой стабилизатор в режим повышения входного напряжения. При этом, для предотвращения токовой перегрузки рабочей обмотки генератора система управления по частоте напряжения в рабочей обмотке генератора определяет допустимую величину потребления электроэнергии вагонными потребителями. Эта величина передается в процессор управления включением и режимами работы вагонного оборудования. При невозможности снабжать в данный

момент времени всех вагонных потребителей в полном объеме процессор изменяет режим работы оборудования согласно приоритету, установленному программно.

Заявленная полезная модель предназначена для использования на железнодорожном подвижном составе, а именно для автоматического адаптивного управления электроснабжения систем и агрегатов пассажирского вагона.

Адаптивная система предназначена для применения в пассажирском вагоне для расширения диапазона скоростей движения вагона, в котором питание осуществляется от генератора через силовой стабилизатор с функцией повышения напряжения требует от системы управления таким образом изменять режимы работы оборудования, чтобы ток в рабочей обмотке генератора не превысил максимально допустимого значения.

Известны различные системы и комплексы оборудования для управления электроснабжением потребителей электроэнергии пассажирского вагона, например, комплекс оборудования для пассажирского вагона локомотивной тяги Э-12.12, изготавливающийся ООО НПЦ «Экспресс» с 2005 года, или комплект электрооборудования ЭВ. 44.03.9Ц, который производит АО «Латво» (Рига) также с 2005 года. Система управления электроснабжением и режимами работы оборудования пассажирского вагона локомотивной тяги с подвагонным генератором, содержащая источник электроснабжения, представляющий собой подвагонный генератор и подключенный к вагонной шине питания, к которой через блок коммутации, подключены потребители электроэнергии пассажирского вагона, и блок вагонного терминала, включающий в себя центральный процессор. Однако в указанных системах отсутствует возможность дистанционного управления, а также мониторинг оборудования, регистрация режимов работы и аварийных состояний.

Ограничен объем контролируемых параметров, а большое число соединительных проводов делает трудоемким монтаж и техническое содержание системы.

Технический результат, на достижение которого направлена данная полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей системы, а именно в том, чтобы обеспечить автоматическое управление оборудованием с адаптацией к текущей энергетической ситуации с возможностью дистанционного управления, а также мониторинг оборудования, регистрация режимов работы и аварийных состояний потребителей и системы в целом, что позволит автоматически минимизировать отключения потребителей при авариях, увеличить объем контролируемых параметров технического состояния оборудования вагона, сократить количество соединительных силовых проводов и, следовательно, снизить трудоемкость монтажа и обслуживания. Кроме того, обеспечена возможность учета посадки и высадки пассажиров на всех станциях

Технический результат достигается тем, что система управления электроснабжением и режимами работы оборудования пассажирского вагона локомотивной тяги с подвагонным генератором, содержащая источник электроснабжения, представляющий собой подвагонный генератор и подключенный к вагонной шине питания, к которой через блок коммутации, подключены потребители электроэнергии пассажирского вагона, и блок вагонного терминала, включающий в себя центральный процессор, является адаптивной и снабжена блоком процессора измерителя текущей скорости вращения генератора, выход которого подключен к входу блока вагонного терминала, связанному с выходами датчиков потребления электроэнергии потребителей электроэнергии пассажирского вагона, контроля тормозной системы и колесных букс, а выход блока вагонного терминала подключен к управляющему входу блока коммутации.

В состав датчиков потребления электроэнергии потребителей электроэнергии пассажирского вагона входят датчики системы управления отоплением, освещением водоснабжением и поддержания климата.

Управляющий вход блока коммутации, кроме того, связан через межвагонную информационную магистраль с удаленным поездным терминалом.

Блок вагонного терминала выполнен с возможностью обмена данными с периферийными устройствами по CAN интерфейсу.

На фиг.1 представлено схематическое изображение адаптивной системы управления электроснабжением и режимами работы оборудования пассажирского вагона локомотивной тяги с подвагонным генератором.

Система содержит источник 1 электроснабжения, представляющий собой подвагонный генератор или высоковольтную систему питания и подключенный к вагонной шине 2 питания, к которой через блок 3 коммутации, подключены потребители 4.1, 4.2, 4.3 электроэнергии пассажирского вагона, блок 5 вагонного терминала, включающий в себя центральный процессор, блок 6 процессора измерителя скорости, выход которого подключен к входу блока 5 вагонного терминала, связанному с выходами датчиков 7.1, 7.2, 7.3 потребления электроэнергии потребителей электроэнергии пассажирского вагона, а выход блока 5 вагонного терминала подключен к управляющему входу блока 3 коммутации.

В состав датчиков потребления электроэнергии потребителей электроэнергии пассажирского вагона входят датчики системы управления отоплением, водоснабжением и поддержанием климата.

Управляющий вход блока 3 коммутации, кроме того, связан через межвагонную информационную магистраль 9 с удаленным поездным терминалом 10.

Блок 5 вагонного терминала выполнен с возможностью обмена данными с периферийными устройствами по CAN интерфейсу.

Блок 6 процессора измерителя скорости постоянно отслеживает текущую скорость движения вагона. Блок 5 вагонного терминала сравнивает текущую величину электропотребления с допустимой для данной скорости движения вагона. В случае приближения величины текущего электропотребления к максимальной для данной скорости движения

величине система изменяет режим работы оборудования на более экономичный - временно снижает производительность кондиционера, отключает электронагреватели, при значительном разряде аккумуляторной батареи оставляет работающими только минимальное количество потребителей.

При восстановлении энергетических возможностей генерирующей установки электроснабжение потребителей восстанавливается до уровня, определяемого потребностями пассажиров и бригады проводников.

Определение энергетических возможностей генераторной установки при движении вагона со скоростью более 20 км/час определяется по частоте напряжения переменного тока, снимаемого с рабочей обмотки генератора.

Определение перечня отключаемых потребителей при работе целиком от аккумулятора (при движении вагона со скоростью менее 20 км/час и на остановке) определяется по величине напряжения в бортовой сети (напряжения аккумулятора)

Таким образом, осуществляется:

- электроснабжение потребителей вагона электроэнергией всеми необходимыми для их работы напряжениями питания, при любых скоростях движения вагона и во время его стоянки;

- подключение и отключения вагонных потребителей электроэнергии от вагонной шины питания по командам от вагонного терминала, по командам от управляющей программы в соответствии с энергетическими возможностями системы электроснабжения или по командам от удаленного поездного терминала;

- автоматическое отключение от вагонной шины питания потребителей, чей ток потребленпия превысил максимально допустимую для этого потребителя величину

- измерение под действием управляющей программы токов потребления вагонными потребителями и передача этих сведений по поездной линии связи в поездной модуль регистрации;

- автоматическое управление подключением вагонной шины

электроснабжения вагонных потребителей по программе регулирования вагонного энергопотребления;

- автоматическое управление агрегатами систем отопления и кондиционирования воздуха в вагоне для поддержания в вагоне нормативных климатических параметров;

- мониторинг состояния тормозного оборудования, колесных букс и редуктора вагона и индикация их аварийного и предаварийного состояния;

- контроль и передача информации о заполнении вагонов пассажирами по схеме проводник - начальник поезда; автоматизированный контроль посадки-высадки пассажиров в рейсе.

- снижение затрат на ремонт отказавших или поврежденных блоков за счет их унификации с блоками локомотивных систем и наличия резервного оборудования в дорожных центрах внедрения;

- снижение затрат электроэнергии на отопление в переходные периоды в 2 раза за счет теплонаносного режима кондиционера;

- снижение количества соединительных электрических проводов, трудозатрат на монтаж электрооборудования вагона и времени на нахождение повреждений в электросистеме вагона 30% за счет магистральной организации управления и электроснабжения

- снижение вероятности монтажных ошибок за счет снижения количества соединительных проводов;

- повышение оперативности контроля состояния всех агрегатов и систем вагонов состава пассажирского поезда, за счет дистанционного мониторинга их технического состояния от общего терминала поездного электромеханика (раньше везде был поездной терминал - это одно и то же);

- увеличение надежности системы электроснабжения за счет применения новых технических решений и элементной базы;

- повышение уровня обслуживания пассажиров, благодаря освобождению проводника от необходимости постоянного контроля за работой агрегатов вагона;

- повышение удобства и качества технического обслуживания за счет применения единой архитектуры и набора модулей системы электрооборудования для различных типов и модификаций вагона.

- автоматическая регистрация работы оборудования вагонов пассажирского поезда.

- автоматизированный учет посадки и высадки пассажиров на всех станциях.

1. Адаптивная система управления электроснабжением и режимами работы оборудования пассажирского вагона локомотивной тяги с подвагонным генератором, содержащая источник электроснабжения, представляющий собой подвагонный генератор и подключенный к вагонной шине питания, к которой через блок коммутации, подключены потребители электроэнергии пассажирского вагона, и блок вагонного терминала, включающий в себя центральный процессор, отличающаяся тем, что снабжена блоком процессора измерителя скорости, выход которого подключен к входу блока вагонного терминала, связанному с выходами датчиков потребления электроэнергии потребителей электроэнергии пассажирского вагона, контроля тормозной системы и колесных букс, а выход блока вагонного терминала подключен к управляющему входу блока коммутации.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в состав датчиков потребления электроэнергии потребителей электроэнергии пассажирского вагона входят датчики системы управления отоплением, водоснабжением и поддержания климата.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что управляющий вход блока коммутации связан через межвагонную информационную магистраль с удаленным поездным терминалом.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что вход блока вагонного терминала дополнительно подключен к выходу регистратора системы автоматизированной системы контроля посадки-высадки пассажиров в рейсе.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок вагонного терминала выполнен с возможностью обмена данными с периферийными устройствами по CAN интерфейсу.