Электрооборудование пассажирских вагонов: подвагонное и внутреннее

Электрооборудование пассажирских вагонов - это важнейшая система, от работы которой зависит комфорт и безопасность пассажиров. Давайте разберемся, из каких основных элементов она состоит.

Подвагонное электрооборудование

К подвагонному электрооборудованию относятся следующие элементы:

• Генератор - основной источник электроэнергии в вагоне
• Аккумуляторная батарея - резервный источник энергии
• Электромагистрали для передачи энергии низкого (50 В) и высокого (3000 В) напряжения
• Коммутационная аппаратура - реле, выключатели, переключатели
• Обогреватели труб
• Преобразователи напряжения для люминесцентного освещения

Рассмотрим подробнее устройство и работу генератора. Генератор вырабатывает электрический ток при движении вагона. Он имеет корпус (статор) и вращающуюся часть (ротор). На роторе расположены обмотки, ток с которых снимается при помощи щеток. Коллектор служит для передачи тока с вращающегося ротора на неподвижные щетки. При скорости около 20-40 км/ч генератор начинает вырабатывать электроэнергию, которая используется для питания потребителей в вагоне и зарядки аккумуляторной батареи.

Внутреннее электрооборудование

К внутреннему электрооборудованию пассажирского вагона относятся:

1. Осветительное оборудование (лампы накаливания, люминесцентные светильники)
2. Оборудование систем вентиляции и отопления (нагреватели, вентиляторы)
3. Электробытовые приборы (кипятильники, холодильники)

Для освещения вагона используются два вида ламп - накаливания и люминесцентные. Первые применяют для аварийного и служебного освещения, вторые - для основного. Управление освещением осуществляется с помощью выключателей и рубильников с разными режимами работы.

Вентиляторы приводятся в движение электродвигателями постоянного тока, частота вращения регулируется изменением силы тока возбуждения. В кипятильнике для нагрева воды используются специальные тэны. Для охлаждения продуктов применяются холодильные установки с электрическим компрессорным агрегатом.

Система электроснабжения

Различают два основных вида системы электроснабжения пассажирского вагона:

1. Централизованная - вагон получает энергию от общего источника всего поезда
2. Автономная - вагон имеет собственные источники энергии (генератор и аккумуляторы)

Автономная система получила наибольшее распространение, поскольку позволяет отцеплять вагоны поезда без нарушения электроснабжения. Для вагонов с кондиционером используется напряжение 110 В, без кондиционера - 50 В.

Генераторы электрического тока

В пассажирских вагонах применяются генераторы двух типов:

• постоянного тока
• переменного тока

Рассмотрим особенности их конструкции и работы.

Генераторы постоянного тока:

В генераторах переменного тока статор является вращающейся частью, а ротор - неподвижным якорем. Для получения постоянного тока используется выпрямитель.

Условия работы оборудования довольно сложные - динамические нагрузки при движении поезда, перепады температур и атмосферные воздействия. Поэтому предъявляются повышенные требования к надежности и износостойкости.

Техническое обслуживание бывает ежедневным (устранение мелких неполадок), сезонным (подготовка к зиме/лету) и планово-предупредительным - каждые 6 месяцев в электроцехах депо.

Условия работы проводника

Работа проводника пассажирского вагона требует знания особенностей электрооборудования. Для этого существуют специальные курсы проводника, где изучается устройство вагонов РЖД.

Осмотр электрооборудования

В обязанности проводника входит ежедневный осмотр исправности электрооборудования вагона. Необходимо проверять работу освещения, розеток в плацкартных вагонах, вентиляции, отопления и других систем. При выявлении неполадок проводник должен сообщить в электроцех.

Особенности плацкартных вагонов

В плацкартных вагонах расположено большое количество розеток для подзарядки гаджетов пассажиров. Их исправная работа является важной частью качественного обслуживания пассажиров РЖД и обеспечения комфортных условий в дальних поездках.

Привод генератора

Генератор вагона приводится в действие от вращения оси колесной пары. Передача вращения осуществляется при помощи специального редукторно-карданного привода. На курсах проводника изучается его устройство и принцип работы.

Подготовка к сезонной эксплуатации

Перед сезоном массовых перевозок проводятся регламентные работы по подготовке подвижного состава РЖД. В частности, осенью выполняется консервация кондиционеров, проверка аккумуляторов, а весной их расконсервация и ввод в строй перед летом.

Вентиляция пассажирских вагонов

Вентиляция вагонов осуществляется при помощи специальных вентиляторов, которые приводятся в движение электродвигателями. Управление скоростью вращения происходит изменением силы тока возбуждения электродвигателя при помощи реостата или частотного преобразователя.

Отопление пассажирских вагонов

Для отопления вагона используются электрические тэны или твердотопливные котлы. В последнем случае тэны используются как резервный источник на электрифицированных участках пути при подаче питания ~3000 В от контактной сети.

Аварийные режимы работы

При сбоях в централизованном электроснабжении или неисправности генератора происходит автоматическое переключение на питание от аккумуляторов. Они обеспечивают работу освещения, вентиляции, отопления на стоянках или при малых скоростях.

Модернизация пассажирского подвижного состава

Ведется постоянная работа по усовершенствованию электрооборудования вагонов - установка энергоэффективных светильников, более мощных кондиционеров. В некоторых новых вагонах используется бесщеточное возбуждение тяговых электродвигателей.

Перспективы развития

Разрабатываются новые технические решения для повышения надежности электроснабжения вагонов, улучшения условий эксплуатации в сложных климатических условиях, снижения эксплуатационных затрат.

Аккумуляторные батареи

Аккумуляторные батареи служат резервным источником электропитания вагона. Они автоматически подключаются при снижении скорости ниже 25 км/час, на стоянках, а также при неисправностях в работе генератора.

Применяются кислотные аккумуляторы, требующие периодической корректировки плотности электролита. Для обеспечения максимального срока службы необходимо следить за уровнем и чистотой электролита, температурным режимом при зарядке.

Защитные устройства

Для защиты от перегрузок и коротких замыканий в системе электроснабжения вагона устанавливаются автоматические выключатели, плавкие предохранители, тепловые реле. Они отключают поврежденные участки от сети в случае возникновения неисправностей.

Контроль безопасности

Для контроля температуры букс и состояния подшипниковых узлов используется система датчиков с релейной сигнализацией или электронным блоком обработки данных. При превышении допустимых значений подается световой и звуковой сигнал машинисту.

Экономия электроэнергии

Для снижения расхода электроэнергии пассажирских поездов используются энергосберегающие лампы освещения, применяется рекуперация энергии торможения в сеть в электропоездах, оптимизируются системы климат-контроля.