Устройство управления для электропоезда

Устройство управления для электропоезда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству управления для электропоезда, в котором электродвигатель переменного тока используется в качестве источника привода, причем электродвигателем переменного тока управляют с помощью преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой.

Уровень техники

В электропоезде, во время обычного торможения выполняют электрическое торможение на основе регенеративного торможения для преобразования энергии инерции транспортного средства в электроэнергию и возврата регенерируемой энергии в подвесную контактную линию, т.е. в линию подачи энергии постоянного тока. При регенеративном торможении необходимо, чтобы сторона линии подачи постоянного тока обладала возможностью воспринимать регенерируемую энергию или чтобы другой электропоезд, подключенный к этой линии, действующий как нагрузка регенерируемой энергии, присутствовал на стороне подачи энергии постоянного тока.

В данном случае, когда энергия, регенерируемая электропоездом в режиме регенеративного торможения, больше, чем мощность, которую потребляет электропоезд в состоянии потребления энергии, напряжение подвесной контактной линии или напряжение фильтрующего конденсатора, установленного в каскаде, предшествующем преобразователю, повышается до избыточного напряжения, и иногда включается функция защиты. В качестве средства устранения этой проблемы обычно используют подход, при котором энергию, регенерируемую электропоездом, работающим в режиме регенеративного торможения, ограничивают для уменьшения силы торможения, вырабатываемой на основе регенеративного торможения, и при этом пониженный компонент силы торможения компенсируют механическим торможением. Однако в этом случае, в результате механического торможения, происходит износ тормозного башмака, и, следовательно, необходимо выполнять техническое обслуживание тормозного башмака через определенный фиксированный период.

Для того чтобы исключить износ тормозного башмака, известна установка тормозного прерывателя, который состоит из переключающего элемента и резистора на стороне постоянного тока преобразователя. В этом случае, когда регенерируемая энергия, получаемая при электрическом торможении, велика настолько, что повышается постоянное выходное напряжение преобразователя, включают прерыватель торможения для потребления регенерируемой энергии. Однако поскольку такой прерыватель торможения добавляется в устройство управления, в этом случае возникает проблема, состоящая в том, что устройство управления становится большим по размерам и дорогостоящим при производстве.

На фиг.1 публикации JP 2003-199204 А (патентный документ 1) раскрыто использование электрического двухслойного конденсатора, который может запасать регенерируемую энергию, вместо прерывателя торможения. В упомянутом документе описано устройство управления для электропоезда, в котором сглаживающий конденсатор установлен в цепи питания энергии постоянного тока, подключенной к линии питания энергии постоянного тока через токосъемный башмак, и в котором постоянное напряжение, сглаженное сглаживающим конденсатором, подают в преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, электрический двухслойный конденсатор подключен параллельно сглаживающему конденсатору через преобразователь постоянного тока в постоянный ток с переключающим элементом, и работающий в состоянии регенеративного торможения, при этом регенерируемую энергию, поступающую из преобразователя, запасают в электрическом двухслойном конденсаторе, в то время как в режиме потребления энергии или в режиме движения по инерции энергию, запасенную в электрическом двухслойном конденсаторе, подают в линию подачи энергии или в преобразователь.

Кроме того, на фиг.10 публикации JP 2004-104976 А (патентный документ 2) раскрыто, что электрический двухслойный конденсатор используется вместо схемы прерывателя торможения с целью сохранения регенерируемой энергии.

Патентный документ 1: JP 2003-199204 А (пункт 1 формулы изобретения, фиг.1).

Патентный документ 2: JP 2004-104976 А (сектор 0072, фиг.10).

Раскрытие изобретения

Как отмечено выше, в устройстве управления электропоездом, известном из предшествующего уровня техники, с целью исключения износа тормозного башмака и эффективного использования регенерируемой энергии, предусмотрена установка прерывателя торможения или использование электрического двухслойного конденсатора, который позволяет сохранять регенерируемую энергию. Однако при этом необходимо добавлять прерыватель торможения или электрический двухслойный конденсатор, и при этом возникал недостаток, состоящий в том, что устройство управления становится большим по размеру и дорогостоящим при производстве.

Настоящее изобретение было разработано для решения отмеченной выше проблемы, и его цель состоит в том, чтобы предложить улучшенное устройство управления для электропоезда, которое может потреблять избыточную регенерируемую энергию, используя нагрузку вспомогательного устройства источника питания, без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора.

Устройство управления для электропоезда в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения содержит электродвигатель переменного тока, предназначенный для приведения в движение электропоезда, и преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, предназначенный для управления электродвигателем переменного тока, в котором преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой имеет выводы на стороне постоянного тока, подключенные к цепи подачи энергии постоянного тока электропоезда, и выводы на стороне переменного тока, которые подключены к электродвигателю переменного тока, и в котором, при движении электропоезда с потреблением энергии, преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой преобразует энергию постоянного тока, подаваемую из цепи подачи энергии постоянного тока к выводам на стороне постоянного тока, в электроэнергию переменного тока таким образом, чтобы подавать электроэнергию переменного тока с выводов на стороне переменного тока в электродвигатель переменного тока, причем при регенеративном торможении электропоезда он преобразует электроэнергию переменного тока, поступающую от электродвигателя переменного тока к выводам на стороне переменного тока, в электроэнергию постоянного тока, для подачи электроэнергии постоянного тока с выводов на стороне постоянного тока в цепь подачи энергии постоянного тока. Устройство управления дополнительно содержит вспомогательное устройство источника питания, подключенное к цепи подачи энергии постоянного тока, и средство управления нагрузкой, предназначенное для управления нагрузкой, подключенной к вспомогательному устройству источника питания, в котором средство управления нагрузкой принимает сигнал состояния преобразователя, представляющий состояние работы преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой, от него, и средство управления нагрузкой управляет нагрузкой в соответствии с сигналом состояния преобразователя.

Кроме того, устройство управления для электропоезда в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения содержит электродвигатель переменного тока, приводящий в движение электропоезд, и преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой, который управляет электродвигателем переменного тока, в котором преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой имеет выводы на стороне постоянного тока, которые подключены к цепи подачи энергии постоянного тока электропоезда, и выводы на стороне переменного тока, которые подключены к электродвигателю переменного тока, и в котором при движении электропоезда с потреблением энергии преобразователь с регулируемым напряжением и переменной частотой преобразует энергию постоянного тока, подаваемую из цепи подачи энергии постоянного тока к выводам на стороне постоянного тока, в электроэнергию переменного тока, таким образом, чтобы подавать электроэнергию переменного тока с выводов на стороне переменного тока в электродвигатель переменного тока, причем в состоянии регенеративного торможения электропоезда, он преобразует электроэнергию переменного тока, поступающую от электродвигателя переменного тока к выводам на стороне переменного тока, в электроэнергию постоянного тока для подачи электроэнергии постоянного тока с выводов на стороне постоянного тока в цепь подачи энергии постоянного тока. Устройство управления дополнительно содержит вспомогательное устройство источника питания, подключенное к цепи подачи энергии постоянного тока, средство управления нагрузкой, предназначенное для управления нагрузкой, подключенное к вспомогательному устройству источника питания, и средство детектирования, предназначенное для детектирования информации о подаче энергии постоянного тока, представляющей состояние подачи энергии постоянного тока цепи подачи энергии постоянного тока, в котором средство управления нагрузкой управляет нагрузкой в соответствии с информацией о подаче энергии постоянного тока.

В устройстве управления для электропоезда в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения, средство управления нагрузкой принимает сигнал о состоянии преобразователя, представляющий состояние работы преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой, из него, и средство управления управляет нагрузкой, подключенной к вспомогательному устройству источника питания, в соответствии с сигналом состояния преобразователя, таким образом, что энергия, регенерируемая в цепи подачи энергии постоянного напряжения может потребляться нагрузкой вспомогательного устройства источника питания без необходимости установки прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора в цепи подачи энергии постоянного тока.

В устройстве управления для электропоезда, в соответствии со вторым вариантом выполнения изобретения, средство управления нагрузкой принимает информацию о подаче энергии постоянного тока из цепи подачи энергии постоянного тока и управляет нагрузкой, подключенной к вспомогательному устройству источника питания, в соответствии с информацией о подаче энергии постоянного тока, в результате чего регенерируемая энергия цепи подачи энергии постоянного тока может потребляться нагрузкой вспомогательного устройства источника питания без необходимости установки прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора в цепи подачи энергии постоянного тока.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:

фиг.1 - блок-схема, изображающая первый вариант выполнения устройства управления для электропоезда в соответствии с данным изобретением;

фиг.2 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с первым вариантом выполнения;

фиг.3 - блок-схема, представляющая второй вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;

фиг.4 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии со вторым вариантом выполнения;

фиг.5 - блок-схема, представляющая третий вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;

фиг.6 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с третьим вариантом выполнения;

фиг.7 - блок-схема, представляющая четвертый вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;

фиг.8 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с четвертым вариантом выполнения;

фиг.9 - блок-схема, представляющая пятый вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;

фиг.10 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с пятым вариантом выполнения;

фиг.11 - блок-схема, представляющая шестой вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;

фиг.12 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с шестым вариантом выполнения;

фиг.13 - блок-схема, представляющая седьмой вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением;

фиг.14 - блок-схема, подробно изображающая средство управления нагрузкой в соответствии с седьмым вариантом выполнения.

Далее, со ссылкой на чертежи, будут описаны несколько вариантов выполнения электропоезда в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.1 показана блок-схема, представляющая первый вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 10 управления для электропоезда в первом варианте выполнения установлено на электропоезде 1. Электропоезд 1 содержит колесо 2 и токосъемный башмак 3. Колесо 2 катится по рельсу 4, и токосъемный башмак 3 соприкасается с подвесной контактной линией, т.е. линией 5 подачи энергии постоянного тока, и принимает подаваемую энергию постоянного тока из линии 5 подачи энергии постоянного тока. По линии 5 подачи энергии постоянного тока подают электроэнергию постоянного тока для множества электропоездов, включающих в себя электропоезд 1. Предписанное напряжение VD0 в линии 5 подачи энергии постоянного тока установлено, например, равным 1500 (В) или 750 (В).

Устройство 10 управления содержит электродвигатель 11 переменного тока, преобразователь 12, цепь 15 подачи энергии постоянного тока, цепь 18 подачи энергии переменного тока, устройство 22 вспомогательного источника энергии, нагрузку 25 и средство 30 управления нагрузкой.

Электродвигатель 11 переменного тока представляет собой источник привода электропоезда 1 и осуществляет привод колеса 2. Электродвигатель 11 переменного тока выполнен в виде асинхронного двигателя переменного тока, например трехфазного двигателя. Преобразователь 12 выполнен в виде преобразователя с регулируемым напряжением и переменной частотой (преобразователь РНПЧ), и он выполнен с использованием, например, тиристора. Такой преобразователь 12 содержит пару выводов 13 на стороне постоянного тока и выводы 14 на стороне трехфазного переменного напряжения. Выводы 13 на стороне постоянного тока соединены с цепью 15 подачи энергии постоянного тока. Постоянное напряжение цепи 15 подачи энергии постоянного тока обозначено как "VD". Выводы 14 на стороне переменного тока соединены с электродвигателем 11 переменного тока через цепь 18 подачи энергии переменного тока. Цепь 18 подачи энергии переменного тока представляет собой трехфазную цепь подачи энергии переменного тока. Трехфазное переменное напряжение цепи 18 подачи энергии переменного тока обозначено как "VAC".

Цепь 15 подачи энергии постоянного тока содержит дроссель 16 и сглаживающий конденсатор 17, и она соединяет выводы 13 стороны постоянного тока преобразователя 12 с токосъемный башмаком 3 и колесом 2. Один конец дросселя 16 соединен с токосъемным башмаком 3, в то время как другой его конец подключен к боковому выводу "плюс" среди выводов 13 на стороне постоянного тока преобразователя 12. Боковой вывод "минус" среди выводов 13 на стороне постоянного тока подключен непосредственно к колесу 2 и заземлен через колесо 2, а также рельс 4. Один конец сглаживающего конденсатора 17 включен между дросселем 16 и боковым выводом "плюс" среди выводов 13 на стороне постоянного тока, в то время как другой его конец подключен к боковому выводу "минус" среди выводов 13 на стороне постоянного тока. Сглаживающий конденсатор 17 подключен к паре боковых выводов 13 постоянного напряжения и параллельно к ним.

Команда FD движения с потреблением энергии и команда FB регенеративного торможения поступают от консоли машиниста электропоезда 1 в преобразователь 12. Команду FD движения с потреблением энергии и команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12 в состоянии движения электропоезда. Команду FD движения с потреблением энергии подают в состоянии, в котором электропоезд 1 переводят в режим движения с потреблением энергии. Когда подают команду FD движения с потреблением энергии, преобразователь 12 выполняет операцию преобразования, состоящую в преобразовании электроэнергии постоянного тока, поступающей из цепи 15 подачи энергии постоянного тока, в электроэнергию трехфазного переменного тока, и генерирует преобразованные выходные напряжения на основе операции преобразования. Значением переменного напряжения и частоты трехфазного переменного напряжения VAC, выводимым из преобразователя 12, управляют в соответствии с содержанием команды FD движения с потреблением энергии. Электроэнергию трехфазного переменного тока, выводимую из преобразователя 12, подают в электродвигатель 11 переменного тока через цепь 18 подачи энергии переменного тока, таким образом, что обеспечивается привод этого электродвигателя 11 переменного тока.

Команду FB регенеративного торможения подают в состоянии, в котором требуется регенеративное торможение электропоезда 1 во время движения электропоезда 1. Когда подают команду FB регенеративного торможения, преобразователь 12 принимает подаваемую электроэнергию трехфазного переменного тока, генерируемую электродвигателем 11 переменного тока, по цепи 18 подачи энергии переменного тока, он выполняет операцию преобразования, состоящую в преобразовании электроэнергии трехфазного переменного тока в электроэнергию постоянного тока, и генерирует преобразованное выходное напряжение на основе операции преобразования. Электроэнергию постоянного тока, выводимую из преобразователя 12, подают из преобразователя 12 в цепь 15 подачи энергии постоянного тока.

Преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, когда он не принимает ни команду FD движения с потреблением энергии, ни команду FB регенеративного торможения. Даже в состоянии движения, когда электропоезд 1 переходит в состояние движения по инерции, преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя. Кроме того, когда электропоезд 1 временно останавливается, преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя. В состоянии SC остановленной работы преобразователя преобразователь 12 останавливает операцию преобразования между электроэнергией постоянного тока и электроэнергией переменного тока, и, следовательно, преобразованное выходное напряжение не генерируется. В таком состоянии SC остановленной работы преобразователя электроэнергию постоянного тока подают из цепи 15 подачи энергии постоянного тока на выводы 13 стороны постоянного тока преобразователя 12, но электроэнергию постоянного тока не преобразуют в электроэнергию трехфазного переменного тока. Кроме того, в состоянии SC остановленной работы преобразователя, даже когда электродвигатель 11 переменного тока генерирует электроэнергию трехфазного переменного тока, эта электроэнергия трехфазного переменного тока не преобразуется в электроэнергию постоянного тока.

Вспомогательное устройство 22 источника питания выполнено в виде, например, преобразователя с регулируемым напряжением и постоянной частотой, и он имеет пару выводов 23 на стороне постоянного тока и пару выводов 24 на стороне однофазного переменного тока. Выводы 23 на стороне постоянного тока вспомогательного устройства 22 источника питания подключены к цепи 15 подачи энергии постоянного тока, в то время как его выводы 24 на стороне переменного тока подключены к нагрузке 25.

Нагрузка 25 представляет собой электрооборудование переменного тока электропоезда 1, и оно содержит, по меньшей мере, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины электропоезда 1. В качестве примера, нагреватель 26 кабины установлен под сиденьем в кабине вагона электропоезда 1, и кондиционер 27 воздуха кабины установлен в потолке кабины вагона электропоезда 1. Нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины принимают энергию в виде однофазного переменного напряжения от выводов 24 на стороне переменного тока вспомогательного устройства 22 источника питания при их включении/выключении под управлением средством 30 управления нагрузкой. В частности, хотя это не показано, лампы освещения кабины электропоезда 1 также включены в нагрузку 25. Лампа освещения подключена таким образом, что обычно к ней поступает питание в виде однофазного переменного напряжения от вспомогательного устройства 22 источника питания, без использования средства 30 управления нагрузкой. Однако, кроме того, лампа освещения может быть включена/выключена с помощью средства 30 управления нагрузкой вместе с нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины.

Средство 30 управления нагрузкой выполнено на основе, например, микрокомпьютера, и оно содержит ЦПУ и запоминающее устройство. Средство 30 управления нагрузкой в первом варианте выполнения принимает сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя из преобразователя 12 и осуществляет управление, состоящее во включении/выключении нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя. В первом варианте выполнения сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя представляет состояние, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и состояние, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, и уровень ее сигнала принимает высокий уровень в состоянии, когда команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и в состоянии, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12.

На фиг.2 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30 управления нагрузкой в соответствии с первым вариантом выполнения. Средство 30 управления нагрузкой имеет таблицу 31 генерирования напряжения. Это средство 30 управления нагрузкой принимает сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя и генерирует сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки, используя таблицу 31 генерирования напряжения. Сигнал LDS1 включения нагрузки представляет собой сигнал начала работы нагревателя 26 кабины, в то время как сигнал LDS2 включения нагрузки представляет собой сигнал начала работы кондиционера 27 воздуха кабины. Когда сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом с высоким уровнем на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение, таблица 31 генерирования напряжения устанавливает сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки как сигналы ВКЛЮЧЕНО и одновременно переводит нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины в состояние ВКЛЮЧЕНО. Когда преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, преобразователь 12 не генерирует преобразованное выходное напряжение, и сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом с низким уровнем, в результате чего сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки становятся сигналами ВЫКЛЮЧЕНО, и как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины переводятся в состояние ВЫКЛЮЧЕНО.

Далее будет описана работа. Когда команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, этот преобразователь 12 преобразует электроэнергию постоянного тока, поступающую по цепи 15 подачи энергии постоянного тока, в электроэнергию трехфазного переменного тока и подает электроэнергию переменного тока к электродвигателю 11 переменного тока, так что постоянное напряжение VD понижается. Кроме того, когда команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, постоянное напряжение VD повышается при условии, что нагрузка при регенерировании на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока будет низкой. В первом варианте выполнения, в состоянии, когда команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, и в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом высокого уровня, и оба сигнала LDS1 и LDS2 включения нагрузки средства 30 управления нагрузкой становятся сигналами ВКЛЮЧЕНО, на основе этого сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, в результате чего нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины переводятся в состояние ВКЛЮЧЕНО, и нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины одновременно получают электроэнергию от вспомогательного устройства 22 источника питания.

Даже в состоянии, в котором нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины работают одновременно, температуру в кабине вагона можно регулировать для получения комфортных условий при соответствующей установке температур регулируемой установки нагревателя и охладителя. В качестве примера оба значения регулируемых температур нагревателя 26 кабины и кондиционера 27 воздуха кабины устанавливают на комфортную температуру, например, 20 (°С), в результате чего, в качестве примера, летом, внутри кабины вагона обеспечивается охлажденное состояние по сравнению с окружающей средой вне кабины вагона, и зимой внутри кабины вагона образуется нагретое состояние по сравнению с окружающей средой кабины вагона, таким образом, что можно установить комфортную температуру.

В состоянии, в котором команду FD движения с потреблением энергии подают в преобразователь 12, преобразователь 12 и нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания формируют регенерируемую нагрузку для другого электропоезда, подключенного к идентичной линии 5 подачи энергии постоянного тока, и регенерируемая энергия другого электропоезда может потребляться. Кроме того, в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания потребляет регенерируемую энергию преобразователя 12. Кроме того, если преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом низкого уровня, и оба сигнала LDS1 и LDS2 включения нагрузки средства 30 управления нагрузкой становятся сигналами ВЫКЛЮЧЕНО, таким образом, что как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 вспомогательного устройства 22 источника питания переводят в состояние ВЫКЛЮЧЕНО.

Таким образом, в устройстве 10 управления для электропоезда в соответствии с вариантом 1 выполнения, в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, средство 30 управления нагрузкой переводит как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины, формирующие нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, в состояние ВКЛЮЧЕНО, таким образом, что преобразователь 12 и нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания формируют регенеративную нагрузку для другого электропоезда и могут потреблять регенерируемую энергию другого электропоезда. Кроме того, даже в состоянии, в котором команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, средство 30 управления нагрузкой переводит как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины, формирующие нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, в состояние ВКЛЮЧЕНО, таким образом, что нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания может быть установлена как регенеративная нагрузка преобразователя 12. Таким образом, даже если регенеративная нагрузка на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока будет недостаточной, нагрузка 25 вспомогательного устройства 22 источника питания может быть установлена как регенеративная нагрузка преобразователя 12, и повышение напряжения в цепи 15 подачи энергии постоянного тока может быть подавлено. В соответствии с этим, регенеративная энергия потребляется без добавления прерывателя торможения или электрического двухслойного конденсатора в устройство 10 управления для получения преимуществ исключения износа тормозного башмака, который применяют при механическом торможении во время регенеративного торможения, и при этом устройство 10 управления может быть выполнено с малыми размерами.

Кроме того, в первом варианте выполнения нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины электропоезда 1 одновременно ВКЛЮЧАЮТ/ВЫКЛЮЧАЮТ с помощью средства 30 управления нагрузкой. При этом, даже в состоянии, в котором нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины одновременно работают, температуру в кабине вагона электропоезда 1 можно регулировать до комфортной температуры при соответствующей установке температур регулируемой установки нагревателя и охладителя.

На фиг.3 показана блок-схема, представляющая второй вариант выполнения устройства управления электропоезда в соответствии с данным изобретением, причем на фиг.4 показана блок-схема, подробно представляющая средство 30А управления нагрузкой, предназначенное для использования в данном варианте выполнения.

В первом варианте выполнения, нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, управляют так, что их одновременно "ВКЛЮЧАЮТ/ВЫКЛЮЧАЮТ" с помощью средства 30 управления нагрузкой на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, причем во втором варианте выполнения средство 20 детектирования, предназначенное для детектирования информации DIF подачи энергии постоянного тока в цепи 15 подачи энергии постоянного тока, добавлено к цепи 15 подачи энергии постоянного тока, и нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания, управляют так, что их одновременно "ВКЛЮЧАЮТ/ВЫКЛЮЧАЮТ" с помощью средства 30А управления нагрузкой на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя и информации DIF подачи питания постоянного тока. Другие устройства выполнены так же, как и в первом варианте выполнения.

В соответствии со вторым вариантом выполнения, нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 для вспомогательного устройства 22 источника питания, управляют так, что их одновременно "ВКЛЮЧАЮТ/ВЫКЛЮЧАЮТ" на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя и информации DIF подачи питания постоянного тока цепи 15 подачи питания постоянного тока, таким образом, что нагревателем 26 кабины и кондиционером 27 воздуха кабины, которые формируют нагрузку 25 вспомогательного устройства 22 источника питания 22, можно управлять более точно в соответствии с состоянием нагрузки на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока.

Устройство управления для электропоезда во втором варианте выполнения обозначено ссылочной позицией 10А. Это устройство 10А управления электропоезда выполнено таким образом, что средство 20 детектирования добавлено к устройству 10 управления в соответствии с первым вариантом выполнения. Такое средство 20 детектирования выполнено в виде датчика напряжения, который детектирует постоянное напряжение VD, приложенное к сглаживающему конденсатору 17, и который подает в средство 30А управления нагрузкой информацию DIF подачи энергии постоянного тока, которая представляет постоянное напряжение VD.

Как показано на фиг.4, средство 30А управления нагрузкой во втором варианте выполнения имеет таблицу 32 генерирования напряжения и схему 33 логического умножения (схему "И"), кроме таблицы 31 генерирования напряжения. Выход таблицы 31 генерирования напряжения и выход таблицы 32 генерирования напряжения подают в схему 33 логического умножения, и эта схема 33 логического умножения генерирует сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки. Информация DIF подачи энергии постоянного тока из средства 20 детектирования поступает в таблицу 32 генерирования напряжения. Эта таблица 32 генерирования напряжения выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО, когда постоянное напряжение VD в цепи 15 подачи энергии постоянного тока превышает заданное значение VD1 напряжения, большее, чем предписанное напряжение VD0 в линии 5 подачи энергии постоянного тока. В качестве примера, в случае когда предписанное напряжение VD0 линии 5 подачи энергии постоянного тока составляет 1500 (В), заданное значение VD1 напряжения устанавливают на уровне 1850-1900 (В), и в случае когда предписанное напряжение VD0 равно 750 (В), заданное значение VD1 напряжения устанавливают на уровне 850-900 (В).

Таблица 32 генерирования напряжения средства 30А управления нагрузкой выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО, когда постоянное напряжение VD в цепи 15 подачи энергии постоянного тока превышает заданное значение VD1 напряжения. А именно, в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, преобразователь 12 преобразует электроэнергию постоянного тока в электроэнергию трехфазного переменного тока и подает электроэнергию переменного тока в электродвигатель 11 переменного тока, в результате чего постоянное напряжение VD понижается. Однако в случае когда регенеративная энергия от множества других электропоездов, подключенных к линии 5 подачи энергии постоянного тока, велика, постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения. Кроме того, в состоянии, когда команду FB регенеративного торможения подают в преобразователь 12, этот преобразователь 12 преобразует электроэнергию трехфазного переменного тока, генерируемую электродвигателем 11 переменного тока, в электроэнергию постоянного тока и подает электроэнергию постоянного тока в цепь 15 подачи энергии постоянного тока. Поэтому, если регенеративная нагрузка на стороне линии 5 подачи энергии постоянного тока низка, постоянное напряжение VD повышается и превышает заданное значение VD1 напряжения.

Таким же образом, как и в первом варианте выполнения, таблица 31 генерирования напряжения выводит сигнал ВКЛЮЧЕНО на основе сигнала ICS-FD/FB состояния преобразователя, когда этот сигнал ICS-FD/FB состояния преобразователя становится сигналом с высоким уровнем, т.е. когда преобразователь 12 генерирует преобразованное выходное напряжение в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и в состоянии, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12. Когда обе таблицы 31 и 32 генерирования напряжения выводят сигналы ВКЛЮЧЕНО, схема 33 логического произведения устанавливает сигналы LDS1 и LDS2 включения нагрузки как сигналы ВКЛЮЧЕНО и переводит как нагреватель 26 кабины, так и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 в состояние ВКЛЮЧЕНО.

В данном втором варианте выполнения, когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, и когда постоянное напряжение VD превышает заданное значение VD1 напряжения, в состоянии, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 одновременно включают на основе выходного напряжения вспомогательного устройства 22 источника питания, и электроэнергию постоянного тока цепи 15 подачи энергии постоянного тока можно эффективно потреблять.

Как в состоянии, в котором команда FD движения с потреблением энергии поступает в преобразователь 12, так и в состоянии, в котором команда FB регенеративного торможения поступает в преобразователь 12, когда постоянное напряжение VD цепи 15 подачи энергии постоянного тока понижается до заданного значения VD1 напряжения или ниже, вывод сигнала ВКЛЮЧЕНО из таблицы 32 генерирования напряжения прекращается таким образом, что оба сигнала LDS1 и LDS2 включения нагрузки становятся сигналами ВЫКЛЮЧЕНО и подача питания в нагреватель 26 кабины и кондиционер 27 воздуха кабины нагрузки 25 прекращается. Когда преобразователь 12 переходит в состояние SC остановленной работы преобразователя, прекращается вывод сигнала В