Перед тем как начать рассматривать архитектуру и компоненты бортовой сети собственных нужд электропоезда «Ласточка», обратим внимание на технические требования, которые предъявляются к данной подсистеме.

Чтобы облегчить техническое обслуживание в процессе эксплуатации, необходимо обеспечить возможность быстрой замены узлов, предохранителей, модулей и вставных блоков без специальных инструментов. Для этого все компоненты бортовой сети обладают следующими качествами: модульная конструкция, легкая доступность и заменяемость узлов, чаще выходящих из строя (доступ к данным узлам в подвагонном пространстве осуществляется посредством боковых крышек), возможность проведения сервисного обслуживания без демонтажа оборудования, легкая доступность измерительных и заземляющих точек, кабели проложены таким образом, что они не мешают демонтажу компонентов, все предохранители находятся за сервисными крышками и легко доступны, электрические узлы и штекерные соединения устроены так, что при техническом обслуживании исключено неправильное подсоединение.

При соблюдении указанных требований на этапе проектирования обеспечивается возможность оперативного вмешательства технического персонала для устранения неисправностей, что повышает эффективность работы как отдельных узлов, так и поезда в целом.

Приобрести учебное пособие в формате PDF с трехмесячным доступом на закрытую часть Интернет-сайта можно в нашем Интернет-магазине.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Питание сети собственных нужд

Основным элементом, обеспечивающим питание сети электрической энергией установленных параметров, является преобразователь собственных нужд (ПСН). Штатное питание бортовой электросети (преобразователей собственных нужд) происходит через промежуточные контуры тяговых преобразователей. Они в свою очередь запитываются в соответствии с двумя возможными вариантами (в зависимости от рода тока в контактной сети): в сети постоянного тока напряжение U = 3 кВ подается напрямую от контактного провода через сетевые дроссели, в сети переменного тока напряжение U = 25 кВ подается через тяговый трансформатор и четырехквадрантные (4QS) регуляторы в тяговом оборудовании.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Конфигурации бортовой сети собственных нужд

В подвагонном пространстве моторных вагонов (А и В) находится монтажный контейнер импульсного инвертора, в котором располагаются два модуля тягового преобразователя, один модуль ПСН и устройство для зарядки аккумуляторных батарей (ЗУ). Преобразователь собственных нужд подключен к промежуточному контуру звена 2 одного из модулей тягового преобразователя, от которого осуществляется его питание. Таким образом, функции по защите, контролю, а также эксплуатации (разрядка промежуточного контура) преобразователей собственных нужд осуществляются системой управления тяговым преобразователем. Выходы обоих ПСН синхронизированно подают питание в поездную шину трехфазного переменного тока U = 380 В, 50 Гц, проходящую по всему поезду. Шина в свою очередь осуществляет питание всех энергоемких потребителей в отдельных вагонах.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Распределение системы постоянного тока

Рассмотрим подробнее бортовую систему постоянного тока. Уровень 110 В постоянного тока делится на: АЛ Н (BD) – аккумуляторную линию «Прямо от батареи», АЛ1 (BN1) – аккумуляторную линию «Стандарт 1», АЛ2 (BN2) – аккумуляторную линию «Стандарт 2». Эти уровни питания называются также аккумуляторными шинами. Их питание осуществляется от зарядного устройства аккумуляторных батарей или непосредственно от аккумуляторных батарей при отсутствии питания из контактной сети. Аккумуляторные шины отсоединены от аккумуляторной батареи с помощью разъединительных диодов VD, что предотвращает возможность возникновения уравнительных токов между аккумуляторными батареями.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Баланс мощности переменного тока

В резервном режиме, т.е. при выходе из строя одного преобразователя собственных нужд, дальнейшее питание бортовой сети переменного тока осуществляется через оставшийся ПСН. При этом подача питания снижается только для потребителей, отвечающих за комфорт (части системы отопления). Питание главных воздушных компрессоров, системы охлаждения тягового оборудования и зарядных устройств остается на обычном уровне.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Баланс мощности постоянного тока

При отказе шины 380 В, 50 Гц, например вследствие перебоя напряжения в контактной сети или при отключении всех главных выключателей, режим зарядки завершается. Заряженные аккумуляторные батареи начинают осуществлять питание аккумуляторных шин. Граничные условия, такие как, например, уровень заряда, температура внутренних ячеек, старение батареи и т.д., влияют на рабочую емкость батареи. Центральный блок управления (ZSG) регулирует нагрузку путем целенаправленного отключения потребителей и тем самым влияет на процесс разрядки. Это должно происходить в определенной последовательности (ступень 1, ступень 2) при действии подчиненной функции контроля минимального напряжения. Для этого центральный блок управления в качестве задающего параметра должен использовать напряжение на аккумуляторных шинах.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Питание бортовой сети от внешних источников

При нахождении поезда на техническом обслуживании, а также в случаях невозможности получения электроэнергии из контактной сети питание бортового оборудования собственных нужд осуществляется от внешних стационарных источников.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Основные компоненты бортовой сети собственных нужд

Основное назначение ПСН преобразовывать постоянный ток напряжением 3кВ, поступающий из промежуточного контура тягового преобразователя, в напряжение трехфазного переменного тока 380 В для питания электрических потребителей. Преобразователи собственных нужд со встроенным зарядным устройством аккумуляторных батарей расположены в монтажных контейнерах в подвагонном пространстве вагонов А и В. После замыкания главного контактора АБ и включения ПСН при помощи центрального блока управления задающий модуль системы управления SIBCOS-M2500 и все системы управления преобразователем получают от аккумуляторной батареи питание постоянным током напряжением 110 В.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Общие сведения

Электропоезда ЭС1 предназначены для пригородных перевозок пассажиров на железных дорогах РФ с конструкционной скоростью 160 км/ч и максимальной скоростью в эксплуатации 160 км/ч; остановки могут осуществляться на станциях, оборудованных как высокими, так и низкими платформами. «Desiro RUS» исполняются как пятивагонные электропоезда с распределенной тяговой мощностью. Кузова вагонов изготовляют из алюминия.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Механическая часть электропоезда ЭС1 Ласточка

Механическая часть электропоезда Ласточка состоит из цельнонесущего кузова вагона, элементы которого воспринимают нагрузки от внутривагонного, крышевого и подкузовного оборудования, а также нагрузки, возникающие при движении электропоезда; тележек, которые воспринимают тяговые и тормозные усилия, боковые, горизонтальные и вертикальные силы при прохождении неровностей пути и передает их на раму кузова; колёсных пар, которые направляют электропоезд по рельсовому пути, передают тормозную силу при торможении, воспринимает статические и динамические нагрузки, возникающие между рельсом и колесом; буксового узла, который передает от массы вагона электропоезда на ось колесной пары вертикальные нагрузки, а от колесных пар на раму тележки — боковые и горизонтальные усилия, усилия торможения, а также усилия тяги.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка» (Desiro ML)

Электрические машины и трансформаторы электропоезда ЭС1 Ласточка

Главный трансформатор предназначен для понижения напряжения контактной сети переменного тока 25 кВ 50 Гц до уровня, приемлемого для использования на электропоезде. Главный трансформатор установлен в подвагонном пространстве вагонов С и Е в специальном контейнере, на электропоезде так же устанавливаются понижающие трансформаторы, которые необходимы для питания розеток салонов и кабины управления напряжением 220 В переменного тока. Для ограничения электромагнитного воздействия электрооборудования поезда на контактную сеть, выполнения требований по допустимым токам помех, а также по входному импедансу поезда в режиме его эксплуатации на постоянном токе служит сетевой LC-фильтр. Электропоезд «Ласточка» оборудован асинхронными трехфазными самовентилируемыми тяговыми электродвигателями с короткозамкнутой обмоткой ротора типа 1ТВ2216. Тяговыми двигателями оснащены все оси вагонов А и В.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Силовые электрические аппараты электропоезда ЭС1 Ласточка

Напряжение из контактной сети на каждой половине электропоезда поступает через токоприемник (SA) к переключателю рода тока (SU). Каждый из токоприемников электропоезда подключен к системе датчиков, которая состоит из последовательно соединенных датчиков сетевого напряжения (OSpW) и определителя рода тока (SE). Считанные сигналы обрабатываются в блоке управления приводом. Задача системы определения рода тока — установить, каково напряжение в контактной сети (=3 кВ или ~25 кВ), если в настоящий момент оно неизвестно.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Силовая схема электропоезда

Тяговая установка электропоезда включает две идентичные тяговые секции. Каждая из тяговых секций состоит из одного головного вагона и одного вагона С или Е. В немоторном вагоне D расположены два компрессорных агрегата для питания потребителей поезда сжатым воздухом. Тяговые преобразователи поезда находятся в головных вагонах. Каждый тяговый преобразователь питает попарно четыре асинхронных тяговых двигателя моторного вагона. Попарное питание (каждая тележка — от своего преобразователя) увеличивает возможности резервирования электрооборудования в случае выхода его из строя.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Бортовая сеть собственных нужд электропоезда ЭС1 Ласточка

Чтобы облегчить техническое обслуживание в процессе эксплуатации, необходимо обеспечить возможность быстрой замены узлов, предохранителей, модулей и вставных блоков без специальных инструментов. Для этого все компоненты бортовой сети обладают следующими качествами: модульная конструкция, легкая доступность и заменяемость узлов, чаще выходящих из строя (доступ к данным узлам в подвагонном пространстве осуществляется посредством боковых крышек), возможность проведения сервисного обслуживания без демонтажа оборудования, легкая доступность измерительных и заземляющих точек, кабели проложены таким образом, что они не мешают демонтажу компонентов, все предохранители находятся за сервисными крышками и легко доступны, электрические узлы и штекерные соединения устроены так, что при техническом обслуживании исключено неправильное подсоединение.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Конфигурация системы управления электропоезда ЭС1 Ласточка

На электропоездах «Ласточка» установлена система управления SIBAS 32 (Siemens Bahn-Automatisierungs-System — система автоматизации железнодорожного транспорта компании «Сименс»), Она осуществляет все функции управления, контроля и диагностики в поезде и состоит из подсистем, распределенных по вагонам. Передача данных реализуется посредством поездной сети связи (Train Communication Network — TCN). Энергоснабжение системы управления производится от бортовой сети постоянного тока 110 В. В вагонах С и Е находится по одному центральному блоку управления (ЦБУ). В качестве ЦБУ используется стандартный блок управления типа STDZSG 34V2. ЦБУ построен на базе микропроцессоров и микроконтроллеров. Он располагается в контейнере подвагонного оборудования на стандартизированном модульном носителе с выдвижными модулями.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Автоматические тормоза электропоезда ЭС1 Ласточка

Пневматическая и тормозная системы имеют модульную конструкцию и состоят: из системы пневмоснабжения, тормозного оборудования вагона, тормозного оборудования тележки. В систему пневмоснабжения входит следующее оборудование: безмасляные компрессоры, осушитель, главные воздушные резервуары, вспомогательная установка подачи воздуха. Система тормозного оборудования вагона включает следующие компоненты: электропневматический модуль управления торможением с микропроцессорным управлением торможением (ВСМ), электрическое устройство ввода значений движения/торможения, клапан быстрой вытяжки воздуха тормозной магистрали, оборудование снабжения тормозной магистрали сжатым воздухом, кран машиниста, микропроцессорная система защиты от юза, электродинамическая тормозная система с тормозным сопротивлением.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка»

Вспомогательные системы электропоезда «Ласточка»

В данной главе рассмотрено оборудование вспомогательных систем, отвечающих за комфорт пассажиров, их безопасность, а также системы, обеспечивающие поездную связь.

Скоростной электропоезд ЭС1 «Ласточка» (Desiro ML)

Эксплуатация электропоезда ЭС1 Ласточка

Управление (эксплуатация) электропоезда начинается с визуального осмотра, во время которого необходимо убедится, что все подвагонные ящики с высоковольтным оборудованием, ящики с оборудованием на 380 В закрыты,  ключи от них размещены в свою очередь в специальном ящике, схема заземления разобрана и находится в штатном состоянии (если хотя бы один из ключей будет отсутствовать, невозможно будет разобрать заземление, соответственно, поезд нельзя завести). приведения электропоезда в рабочее состояние. Локомотивная бригада осуществляет пуск и торможение электропоезда одним из следующих способов: служебное торможение, экстренное торможение, принудительное торможение, аварийное торможение, торможение пассажирским стоп-краном, торможение стояночным пружинным тормозом, управляет системами электропоезда и следит за их состоянием.

Логотип Эсткор и сайта etrain.ru

Ограниченная ответственность. Материалы, размещенные на этом Интернет-сайте взяты из открытых источников и размещены на безвозмездной основе. Копирование информации из одного открытого источника в другой не является нарушением авторских и смежных прав.

Поддержку Интернет-ресурса осуществляет общество с ограниченной ответственностью "Финансово-производственная компания "Эсткор" (ОГРН: 1205000045700, ИНН/КПП: 5012102260/501201001). Все права защищены.

Обратная связь

мкр. Железнодорожный,
г. Балашиха,
Московская область, 143980