Este é um conversor de potência para um carro de passageiros de longa distância. Em uma carruagem moderna, a eletricidade é necessária para quase tudo, a partir de 5 Volts em soquetes USB, 220 V em soquetes de passageiros em cada compartimento e no microondas em um condutor, 110 V para um sistema de controle. E sem contar coisas como bombas, aquecedores de água, condicionadores de ar, desinfetantes e motores de portas.
Um carro não pode viver sem comida. Geralmente. Mesmo se você quebrar a bateria do carro, seu carro poderá usar a bateria do vizinho - isso está no protocolo de troca de energia (do ponto de vista do segundo condutor, outro consumidor se conectará a ele).
E, ao mesmo tempo, caldeiras a carvão continuam sendo instaladas em tudo, inclusive nos carros mais modernos.
Como o carro está arranjado
Para entender por que uma caldeira a carvão é necessária, vamos primeiro descobrir quais são os principais subsistemas de um carro. Aqui está o caso mais simples:
Uma carroça pode se apegar a uma locomotiva a diesel, elétrica ou alguma outra invenção de um sombrio gênio russo. Já conversamos sobre
trens elétricos a diesel . Existem três opções para transferir eletricidade para um vagão.
Em um circuito de alta tensão de 3000 volts, assim:
Através do canal de "emergência" para fornecimento de energia da bateria de um carro vizinho, 110 Volts, aproximadamente por meio de tais comunicações:
E também mecanicamente. Ou seja, girando suas rodas. Esta é a solução mais elegante possível com versatilidade. É assim:
Este é um gerador que funciona girando um par de rodas. É conectado por um cardan a um dos pares de rodas e, graças à rotação do par, o eixo também gira, o gerador gera eletricidade.
Algo está puxando o carro, as rodas estão girando e parte da força é transferida para o gerador do carro. O gerador é um circuito padrão - um motor elétrico "invertido".
O cardan pode ser desconectado manualmente. Isso é necessário caso algo fique preso no gerador e funcione como um freio. Nesse caso, a embreagem de segurança é ativada e o gerador inicia a marcha lenta. Desconectar a junta universal é uma emergência devido a danos mecânicos. No caso de falhas de nível superior, o fusível queima e o gerador começa a ficar ocioso.
Diferenças entre vagões autônomos e vagões
Um vagão com esse gerador obviamente roda um pouco pior (com mais esforço) do que um vagão sem gerador. Porque a energia mecânica é desperdiçada no trabalho deste mesmo gerador. Em termos do fato de esse carro puxar, o modelo autônomo é mais "áspero" do que sem geração. Isso significa grandes perdas, como combustível. O que é bastante lógico.
Por outro lado, os carros autônomos são universais e podem fazer parte de qualquer trem. Eles têm compatibilidade com versões anteriores até mesmo com locomotivas a vapor (as mesmas que estão acopladas, que estão na forma de exposições nas estações de trem) - se você anexá-las a isso, você obtém uma usina a vapor móvel.
Todos os carros estão equipados com um tronco de alta tensão (para aquecimento). De maneira alguma, é usado para suprir as necessidades do carro - eles colocam um gerador. A razão é que os vagões modernos são feitos com um engate livre de folga e uma transição hermética entre carros, e o engate antigo é um "acordeão" (através do qual alguns coelhos "emborracham" e nem sempre sobrevivem no processo) é geometricamente incompatível com os novos padrões. O acoplamento sem folga e a transição entre carros são diferentes gerações de carros. Como resultado, temos dois padrões e tudo serve para garantir que o engate selado vença.
Naturalmente, qual carro escolher e pedir é decidido pela transportadora.
Bateria
Por razões óbvias, nas paradas e a uma velocidade de 35 km / h, nenhuma energia é fornecida pelo gerador. Portanto, você precisa de uma bateria.
A bateria é montada em uma caixa à prova de explosão (se algo der errado, a parede da caixa disparará para trás e a onda de explosão sairá do trem, o que a extinguirá com rapidez e segurança). Aqui está o mesmo compartimento em um carro de dois andares:
A tensão da rede a bordo do carro é de 110 volts. As baterias são fornecidas ácidas e alcalinas - o cliente seleciona pilhas diferentes de acordo com a região de operação.
O prazo de operação da bateria mais ou menos normal é de 5 a 7 anos em boas condições. Na prática, existem situações de descarga profunda sem a possibilidade de restaurar a bateria - por exemplo, quando o carro foi deixado no campo no frio e não foi tocado por algum tempo. A bateria entra em uma descarga crítica, e é isso.
PSN
Outra caixa embaixo do carro de um andar é a PSN (conversor auxiliar).
Este é um dispositivo que controla todas as fontes de energia do carro na entrada e distribui a todos os dispositivos do carro a corrente necessária para suas entradas. Incluindo estes soquetes:
Os condutores, a propósito, dizem que cidadãos bem pensados já carregam bules de 1,5 quilowatt com eles. E nada, a rede suporta. Mas isso já é extremo, porque a potência permitida das tomadas no compartimento é de 100 watts. Mais é uma violação grave das condições operacionais.
A tensão de 110 volts da rede de automóveis varia de 100 a 144 volts, e essa é uma situação normal. Anteriormente, o condutor tinha um voltímetro e a tensão real era visível nele. Agora, o voltímetro do ponteiro está oculto sob o painel com uma tela sensível ao toque e, na tela, você pode ver os dados de monitoramento na imagem com uma divisão por subsistemas: é melhor observar dezenas de indicadores, mas anteriormente focados na experiência e no voltímetro.
Todos os dispositivos de bordo (incluindo um refrigerador de água, que em vez de titânio nos carros modernos) são projetados para essa faixa de tensão.
A PSN também controla a carga da bateria. Uma das partes mais importantes da eletrônica do carro é a organização do modo de carregamento correto (em particular, há um sensor na caixa da bateria e um modo é selecionado dependendo da temperatura).
Então, por que uma caldeira?
Os carros na Rússia são projetados para a faixa de -50 a +50 graus. É exatamente isso que a Tver Carriage Works produz para o cliente (todas as fotos na publicação das oficinas). Para operar o carro em condições de -50 graus, você precisa de um sistema de aquecimento. E isso requer muita energia. Se houver uma faixa de alta tensão e houver tensão nela, o aquecedor de água é alimentado por eletricidade.
Se o trem se mover ao longo da seção não eletrificada da ferrovia e, ao mesmo tempo, não houver um gerador poderoso em algum lugar do trem (quando são, são casos especiais), será necessário consumir energia adicional para aquecimento em algum lugar.
É obtido quimicamente - apenas queimando madeira e carvão.
E é assim que os elementos combustíveis são carregados:
De fato, esses são, é claro, aquecedores elétricos de calor que são montados na base da caldeira.
Nos carros de dois andares, não há caldeira e titânio, nem aquecimento de água. Apenas um eletricista. Nos vagões de dois andares, o suprimento centralizado está em toda parte: sem 3000 Volts, o vagão só pode trabalhar em sistemas críticos a 110 Volts do vizinho. Mas eles são permitidos apenas em rotas onde a eletrificação está completa, portanto não há problema.
Isso é tudo. Sim, estávamos conversando sobre um carro de passageiros de longa distância. Em vagões de metrô e vagões de trem elétrico, outro sistema de aquecimento pode ser instalado - com um circuito de água separado e aquecedores elétricos ou nenhum circuito de água.