Автономна система електропостачання вагонів
У пасажирському вагоні із системою автономного електропостачання є власні джерела електричної енергії (генератор та акумуляторна батарея), що забезпечують харчування споживачів електроенергією під час руху та на стоянці. Основним джерелом електроенергії є генератор, який обертається від осі колісної пари вагона за допомогою спеціального приводу. В автономній системі електропостачання застосовується лише постійний струм. Під вагоном встановлюється акумуляторна батарея, що служить резервним (на стоянках) та аварійним джерелом живлення при виході з ладу генератора. Споживачі струму також розраховані до постійного струму. Ланцюги всіх споживачів, якщо вагон не перебуває у режимі відстою, постійно під'єднані до акумуляторної батареї. Таким чином, напруга споживачів та батареї одна, загальна. Генератор підключається на роботу тоді, що він може забезпечити зарядне напруга, тобто. коли швидкість руху вагона досягає 30-40 км/год. Після підключення до загальних ланцюгів від генератора отримують живлення споживачі та заряджається акумуляторна батарея. Для живлення системи електропостачання постійний струм може бути отриманий від генераторів постійного струму, а й від генераторів змінного струму. У цьому випадку акумуляторну батарею та споживачі підключають до генератора через випрямляч.
У системах з приводом генератора прийнято дві стандартні напруги: для вагонів без кондиціювання повітря 50 В і для вагонів з кондиціюванням 110 В.Основною перевагою системи автономного електропостачання є те, що харчування споживачів у кожному вагоні не залежить від зовнішніх джерел електричної енергії. В результаті цього забезпечується можливість передачі вагонів з одного поїзда до іншого та їх відчеплення від локомотива та від поїзда без порушення нормального електропостачання та ін.
Системи централізованого постачання пасажирських вагонів від контактної мережі
При централізованому живленні електроенергія від локомотива або від вагона-електростанції, а також від стаціонарних пристроїв передається до пасажирських вагонів однопровідною поїздною магістраллю з номінальною напругою 3 кВ постійного та змінного струму частотою 50 Гц. В даному випадку від магістралі живляться високовольтні нагрівальні елементи комбінованого опалення, потужність кожного з яких становить 2 кВт, а низьковольтні споживачі через високовольтні статичні перетворювачі. У вагонах міжобласного сполучення до високовольтної магістралі підключаються електричні печі та калорифер.
Централізована система з вагоном-електростанцією потужністю 600 кВт застосовується в поїздах ЕР-200. Вагон-електростанція 13 розміщується у голові складу, за локомотивом. У вагоні-електростанції вітчизняного виробництва встановлені дизель-генераторні агрегати, в яких як первинні джерела енергії застосовуються 12-циліндрові V-подібні чотиритактні дизелі 12 потужністю по 240 кВт і частотою обертання 150 об/хв., а також синхронні генератори 11 потужністю по 250 кВ*А кожен, що виробляють трифазний змінний струм напругою 230/400 В та частотою 50 Гц.Склад поїзда забезпечується струмом міжвагонних з'єднань 9 за допомогою розподільчих пристроїв 10.
Рисунок 1 Схеми централізованого електропостачання пасажирських вагонів: а - система з вагоном-електростанцією; подачею в пасажирські вагони високої напруги від генератора тепловоза: 1 – пасажирський вагон; 3 - аварійне освітлення; ; 12 - дизелі; вагон-електростанція; 14 - локомотив; 15 - генератор з приводом від колісної пари для живлення низьковольтних споживачів; магістралі від перенапруг; 19 - автоматичний вимикач від коротких замикань, 20 - перемикач для подачі напруги 3 кВ; - випрямляч для подачі у високовольтну магістраль струму від генератора змінного струму
Дизель та генератор установки розміщені на загальній рамі та пов'язані один з одним муфтою. На дизелі є масляний паливний і водяний насоси, а також генератор потужністю 1,2 кВт, призначений для заряду стартерної акумуляторної батареї.
У вагоні-електростанції встановлено три дизель-генераторні агрегати потужністю по 200 кВт кожен. Повітря для охолодження надходить через спеціальний фільтр з даху, проганяється мотором-вентилятором через радіатор і викидається назовні через жалюзі, що регулюються, розміщені в бічній стіні вагона.
Дизель має циркуляційну систему мастила з охолодженням олії у водомасляному теплообміннику. Повітря, необхідне для його охолодження, забирається через фільтр, розташований на даху вагона. Дизель має електростартер, що працює від стартерної акумуляторної батареї напругою 240 В. Крім того, є пристрій для запуску дизеля за допомогою стисненого повітря.
Якщо споживачі в пасажирських вагонах отримують живлення від електровоза, то рід струму - змінний чи постійний у системі електропостачання визначається родом струму контактної мережі електрифікованої залізниці. Схема системи електропостачання з подачею пасажирські вагони високої напруги від електровоза постійного струму наведено на рис. б, як від електровоза змінного струму -- на рис. в. Номінальна напруга в цих системах не залежить від роду струму і дорівнює 3 кВ. Тому напруга контактної мережі змінного струму 25 кВ знижується до 3 кВ з допомогою спеціальної обмотки головного трансформатора, встановленого електровозі.
Для живлення деяких низьковольтних споживачів, таких як люмінесцентні лампи, радіоапаратура, електробритви тощо, потрібен однофазний змінний струм. У зв'язку з цим у вагонах поїзда встановлено напівпровідникові перетворювачі постійного струму змінного. Схема системи електропостачання з подачею пасажирські вагони високої напруги від генератора тепловоза наведена на рис. 1г.
