CS232382B1

CS232382B1 - Connection of DC power supply to train trains

Info

Publication number: CS232382B1
Application number: CS831208A
Authority: CS
Inventors: Jiri Pohl
Original assignee: Jiri Pohl
Priority date: 1983-02-22
Filing date: 1983-02-22
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS120883A1

Abstract

Vynález řeáí ochranu zejména obvodů železničního zabezpečovacího zařízení, pracujícího na vymezených frekvencích, před ruáivými vlivy, způsobenými střlda- ,vou složkou proudu ze stejnosměrného topného zdroje, jenž je tvořen třífázovým alternátorem a třífázovým můstkovým usměrňovačem. Podstatou vynálezu je, že ze střídavých vstupů usměrňovače jsou pomoci proudových čidel jednotlivě snímány analogové hodnoty proudů váech fází a porovnávány v komparačním obvodu na základě výběru jejich minima a maxima. V případě poruchy sepne komparátor ovládací relé, které okamžitě zajisti odbuzení alternátoruThe invention solves the problem of protecting, in particular, the circuits of a railway signalling device operating at defined frequencies from disturbing influences caused by the alternating current component of a direct current heating source, which is formed by a three-phase alternator and a three-phase bridge rectifier. The essence of the invention is that from the alternating current inputs of the rectifier, analog values of the currents of the three phases are individually sensed by means of current sensors and compared in a comparator circuit based on the selection of their minimum and maximum. In the event of a fault, the comparator switches the control relay, which immediately ensures the de-excitation of the alternator.

Description

(54) Zapojení stejnosměrného napájecího zdroje vytápění vlakových souprav(54) Connection of the DC power supply of the trainsets heating

Vynález řeáí ochranu zejména obvodů železničního zabezpečovacího zařízení, pracujícího na vymezených frekvencích, před ruáivými vlivy, způsobenými střlda,vou složkou proudu ze stejnosměrného topného zdroje, jenž je tvořen třífázovým alternátorem a třífázovým můstkovým usměrňovačem.In particular, the invention provides protection of circuits of a railway signaling device operating at defined frequencies against shocks caused by a shunt by a current component of a direct current heating source consisting of a three-phase alternator and a three-phase bridge rectifier.

Podstatou vynálezu je, že ze střídavých vstupů usměrňovače jsou pomoci proudových čidel jednotlivě snímány analogové hodnoty proudů váech fází a porovnávány v komparačním obvodu na základě výběru jejich minima a maxima. V případě poruchy sepne komparátor ovládací relé, které okamžitě zajisti odbuzení alternátoru.The essence of the invention is that analogue values of the currents of your phases are individually read from the rectifier AC inputs by means of current sensors and compared in a comparative circuit based on the selection of their minimum and maximum. In the event of a fault, the comparator closes the control relay to immediately energize the alternator.

**

TCTC

-b-i ;-b-i;

-i<Z-i <Z

—CZD——CZD—

232 382232 382

Vynález se týká zapojeni stejnosměrného napájecího zdroje vytápěni vlakových souprav v motorových lokomotivách. Toto zapojeni je určeno k ochraně obvodů, pracujících ve vymezených frekvencích, zejména obvodů železničního zabezpečovacího zařízeni.The invention relates to the connection of a DC power supply for the heating of trainsets in diesel locomotives. This circuit is intended to protect circuits operating at specified frequencies, in particular circuits of railway signaling equipment.

V současné době je vytápěni vlakových souprav stejnosměrným proudem používáno pouze v některých evropských státech, například ve Francii, Polsku a ČSSR. Ve většině ostatních států je vlakové topeni napájeno střídavým proudem nebo jiným druhem energie.At present, direct train heating is only used in some European countries, such as France, Poland and Czechoslovakia. In most other countries, train heating is powered by alternating current or other energy.

Dosud, známé stejnosměrné napájecí zdroje vlakového vytápěni jsou tvořeny alternátorem a třífázovým můstkovým usměrňovačem. Počet pólů alternátoru a minimální počet jeho provozních otáček je volen tak, aby frekvence střídavé složky usměrněného topného proudu nebyla nižší než stanovená mez, což by v opačném případě mohlo způsobit chybnou funkci železničních zabezpečovacích zařízeni. Tato mez je určena s ohledem na skutečnost, že obvody topného i zabezpečovacího systému mají společný vodic, kterým je kolejnice. V normálním provozním stavu je frekvence napájecího proudu topných těles ve stanovených mezích, avšak při poruše, způsobené přerušením některé přívodně fáze nebo diodové větve usměrňovače, frekvence střídavé složky topného proudu výrazně poklesne, její amplituda vzroste a může dojit k nežádoucímu a . nebezpečnému ovlivněni zabezpečovacího zařízeni. V ČSSR byl původně systém vlakového vytápěni posuzován ve vztahu k rušeni zabezpečovacího zařízení pouze v normálním bezporuchovém stavu. Novelizaci ČSN 281020, v roce 1982, v níž je nyní přikázána kontrola a zabezpečeni tohoto zařízeni i při poruchovém stavu, vznikla situace, že doposud používaný systém vytápěni v československé železniční dopravě již v současné době nevyhovuje.Until now, the known DC power supplies for train heating consist of an alternator and a three-phase bridge rectifier. The number of poles of the alternator and the minimum number of its operating revolutions are selected so that the frequency of the alternating component of the rectified heating current is not lower than the specified limit, which could otherwise cause the railway safety devices to malfunction. This limit is determined taking into account the fact that the circuits of the heating and security system have a common conductor, which is the rail. In the normal operating state, the frequency of the heater supply current is within the specified limits, but in the event of a failure caused by the interruption of a supply or diode branch of the rectifier, the frequency of the alternating component of the heating current drops significantly. danger to the safety device. In Czechoslovakia, the train heating system was initially assessed in relation to interference with signaling equipment only in normal trouble-free condition. The amendment to ČSN 281020, in 1982, which now requires the control and safeguarding of this equipment even in the event of a breakdown, created the situation that the hitherto used heating system in Czechoslovak railway transport no longer complies.

232 382232 382

Známé řešeni, které těmto podmínkám vyhovuje, je zařazení vyhlazovací tlumivky do topného obvodu, která má však vzhledem k výkonu topení značné rozměry a hmotnost. Druhým známým řešením je použití devítif ázového alternátoru i usměrňovače, čímž se dosáhne též menší vlnivosti proudu, než s dosud používaným třífázovým zdrojem, ale za cenu značně vyšších pořizovacích i provozních nákladů.A known solution which satisfies these conditions is the inclusion of a smoothing choke in the heating circuit, which, however, has considerable dimensions and weight with respect to the heating power. The second known solution is the use of a nine-phase alternator and a rectifier, which also results in a lower current waveform than with the three-phase power source used so far, but at the cost of considerably higher acquisition and operating costs.

Výše uvedené nedostatky a nevýhody jsou odstraněny zapojením stejnosměrného napájecího zdroje vytápění vlakových souprav v motorových lokomotivách podle vynálezu, určené k ochraně obvodů pracujících ve vymezených frekvencích, zejména obvodů zabezpečovacích zařízení, které používají současně s obvodem topných těles vlakových souprav kolejnici, jako jednoho společného vodiče. Zapojení sestává z třífázového napájecího alternátoru, jehož výstupy jsou připojeny ke vstupům třífázového můstkového usměrňovače, ze tří proudových čidel, komparačního obvodu a ovládacího relé buzení alternátoru. Jeho podstatou je, že každý ze vstupů třífázového můstkového usměrňovače je opatřen proudovým čidlem, jehož výstup je samostatně zapojen do jednoho ze tří vstupů komparačního obvodu, k jehož výstupu je připojeno ovládací relé buzení alternátoru.The above drawbacks and drawbacks are overcome by connecting a DC power supply for the heating of trainsets in motor locomotives according to the invention, intended to protect circuits operating at defined frequencies, in particular the circuits of signaling devices which use the rail as a common conductor. The wiring consists of a three-phase power alternator whose outputs are connected to the inputs of a three-phase bridge rectifier, three current sensors, a comparator circuit, and an alternator drive control relay. Its essence is that each of the inputs of the three-phase bridge rectifier is equipped with a current sensor, the output of which is separately connected to one of the three inputs of the comparator circuit, to whose output the alternator excitation control relay is connected.

Zapojením podle vynálezu je dosaženo ochrany obvodů zabezpečovacího zařízení proti nežádoucímu a nebezpečnému ovlivnění střídavou složkou topného proudu o frekvenci nižší, než je její stanovená mez a to zejména při poruše stejnosměrného.napájecího zdroje topných těles, způsobující jeho neplnofázový chod. Oproti známým řešením je této ochrany dosaženo s podstatně menšími náklady a při nižší hmotnosti. Výhodou je i skutečnost, že touto ochranou je možno opatřit při malé pracnosti stávající stejnosměrné napájecí zdroje topných těles, které jsou již v železničním provozu, aby bylo bezodkladně vyhověno novelizované ČSN 201020 a odstraněna možnost případného rušivého vlivu. I když výsledkem činnosti ochrany při eventuelní poruše je odstavení topení, dochází podle dosavadních provozních zkušeností k tomuto případu zcela výjimečně a ojediněle. Proto by bylo neefektivní nahrazovat stávající i nově vyráběný systém vytápění mnohem nákladnějším zařízením, které by zajišťovalo jeho nepřerušený provoz.The circuit according to the invention provides protection of the circuits of the security device against undesired and dangerous interference by the alternating component of the heating current with a frequency lower than its predetermined limit, especially in case of failure of the DC power supply of the heating elements. Compared to known solutions, this protection is achieved with considerably less cost and lower weight. Another advantage is the fact that with this protection it is possible to provide existing DC power supplies of heating elements already in railway operation at low effort, in order to comply immediately with the amended ČSN 201020 and to eliminate the possibility of potential interference. Although the operation of the protection in the event of a failure results in the shutdown of the heater, according to the operating experience to date, this case occurs very rarely and sporadically. Therefore, it would be inefficient to replace existing and newly produced heating systems with much more expensive equipment to ensure uninterrupted operation.

232 382232 382

Na připojeném výkresu je uveden příklad zapojeni podle vynálezu, kde obr. 1 znázorňuje celkové schéma stejnosměrného napájecího zdroje s připojenými obvody topných těles a obvody zabezpečovacího zařízení. Obr. 2 objasňuje zapojeni komparačního obvodu 4.In the accompanying drawing, an example of a wiring according to the invention is shown, wherein FIG. Giant. 2 illustrates the wiring of the comparator circuit 4.

Výstupy třífázového alternátoru j_ jsou přes výkonové kontakty 2 střídavého stykače spojeny se střídavými vstupy třífázového mústkového usměrňovače 2, jehož záporný pól je spojen koly s kolejnicí 11 ♦ Kladný pól usměrňovače 2. je připojen kabelovou spojkou 12 k jedněm koncům topných těles 6_, jejichž druhé konce jsou pomoci kol vozů svedeny na kolejnici 11 , na kterou jsou svým záporným pólem připojeny stejným způsobem nebo napevno různé obvody 15 zabezpečovacího zařízeni. Každá ze tři fázi střídavého vstupu mústkového usměrňovače 2 je opatřena proudovým čidlem 5. ^a výstup každého z nich je spojen s jedním ze tři vstupů komparačního obvodu 4, jehož výstup je připojen k ovládacímu relé 10 buzení alternátoru J_.The outputs of the three-phase alternator 1 are connected via the power contacts 2 of the AC contactor to the AC inputs of the three-phase bridge rectifier 2, the negative pole of which is connected by wheels to the rail 11 ♦. are connected to the rail 11 by means of the wheels of the wagons, to which the different circuits 15 of the security device are connected in the same way or fixedly with their negative pole. Each of the three phases of the AC input of the bridge rectifier 2 is provided with a current sensor 5, ^{and the} output of each of them is connected to one of the three inputs of the comparator circuit 4, the output of which is connected to the actuator control relay 10.

Komparační obvod 4 je tvořen obvodem 2 výběru minima a obvodem 8 výběru maxima se vzájemně propojenými třemi vstupy a výstup každého z nich je spojen s jedním ze dvou vstupů komparátoru 9· Výstup komparátoru 9 je výstupem komparačního obvodu 4, jehož tři vstupy jsou tvořeny vstupy obou obvodů 7, 8 výběru.The comparator circuit 4 consists of a minimum selection circuit 2 and a maximum selection circuit 8 with interconnected three inputs, and the output of each is connected to one of the two comparator inputs 9. circuit 7, 8 selection.

Za normálního provozního stavu je frekvence střídavé složky stejnosměrného topného proudu v přípustných mezích a rovnost jednotlivých fázových proudů je pomoci proudových čidel 2 sledována na základě porovnáváni výběru nejvyšší a nejnižší hodnoty výstupních analogových signálů v komparačním obvodu 4· V případě poruchy, kdy dojde k neplnofázovému chodu stejnosměrného napájecího zdroje a je indikován rozdíl mezi hodnotou výstupních signálů obvodů 2 ^a 8 výběru minima a maxima, sepne komparátor 9 ovládací relé 10 buzení alternátoru 2> čímž dojde k okamžitému odbuzeni třífázového napájecího alternátoru 2 ^a tíin k vypnuti topného proudu. Toto ovládací relé 10 zároveň zajišžuje signalizaci poruchy topení obsluze na přístrojové desce.Under normal operating conditions, the frequency of the AC component of the DC heating current is within the permissible limits and the equivalence of the individual phase currents is monitored by current sensors 2 by comparing the selection of the highest and lowest analog output values in the comparator 4. and the difference between the output signals of the minimum and maximum selection circuits 2 ^and 8 is indicated, the comparator 9 closes the alternator drive control relay 10, thereby immediately energizing the three-phase alternator 2 ^and shutting off the heating current. This control relay 10 also provides an indication of the heating fault to the operator on the instrument panel.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

232 382232 382

Claims

Connection of a DC power supply for heating train sets in motor locomotives to protect circuits operating at defined frequencies, in particular the railway security device circuit, which simultaneously use the rail as a common conductor with the heating element circuit, consisting of a three-phase power supply alternator, the outputs of which are connected to the inputs of a three-phase bridge rectifier, a comparison circuit, a control relay for the excitation of the alternator and three current sensors, characterized in that each AC input of the three-phase bridge rectifier (2) is provided with a current sensor (5), the output of which is separately connected to one of the three inputs of the comparison circuit (4), to the output of which the control relay (10) for the excitation of the alternator (1) is connected.

1 drawing

232 382 fig.1

4 I L I -9