Файл: Бирзниекс, Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока.pdf

использован следующий порядок расчета:

1. Согласно (9-2) определяется величина индуктивности контура перезаряда.

2. По условию (9-9) (А,5 ^ Х зап) производится предварительный

выбор емкости коммутирующего конденсатора.

3.По (9-40) определяется напряжение на конденсаторе по окон­ чании коммутационных процессов С/Сщ\).

4.Согласно (9-29) с учетом (9-22) определяется амплитуда тока

(9-54) и выражения (9-53), (9-52), (9-27). Максимальное напряжение £7тімпкс, приложенное к тиристору 77, может быть найдено по (9-55), (9-58), (9-27). Мощность выбранных резисторов гу определяется по

(9-60).

Если для ограничения скорости нарастания напряжения на тири­ сторе Т2 используется дроссель насыщения Д Н (рис. 9-4), то вели­ чина необходимой емкости €■• может быть найдена по (9-61), а пара­ метры дросселя Д Н выбраны по (9-62). Величину г2 при этом следует

выбирать только из соображений допустимого всплеска тока при раз­

гласно (9-36). Шунтирующие диоды Д должны быть рассчитаны на

тельную работу прерывателя при любом коэффициенте заполнения.

2"

о

^ ^1+^5

^4

Основные параметры одиооперационных прерывателей (рис. 8-1,и и к) могут быть определены так же, как для двухоперационных. Рас­

чет при этом несколько упрощается, так как величина напряжения на конденсаторе в начале коммутационных процесов может быть примята равной входному напряжению, т. е.

218

б) Определение параметров двухфазного прерывателя

Для расчета и выбора основных параметров рассмотренного двух­ фазного прерывателя (рис. 9-5) может быть предложен следующий порядок расчета:

1.По (9-65) определяется индуктивность L,.

2.Индуктивность L принимается /.= (1,2-=- 1,3)Д .

3.Согласно условию (9-90), т. е. ' К^ Х а а ч , выбирается предвари­

тельно емкость С коммутирующего конденсатора.

4.С учетом затухания по (9-28) определяется /см .

ния Птімпис, которое при этом прикладывается к тиристорам, также может быть найдена по (9-55) и (9-58).

к диодам Д, как показано на рис. 9-7, не превышает входного на­

^зЧ"7.|

/ді(дг) = "т^- j" / CMsincöc/7cü/,

где /см можно найти по (9-28), а А/. и Я3 соответственно по (9-68)

и(9-69).

Гл а в а д е с я т а я

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И КОНСТРУКЦИИ

ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МОЩ НОСТЬЮ

900— 1 500 кВТ

Одной из наиболее перспективных областей применения импульсных преобразователей постоянного тока является электроподвижной со­ став пригородного, городского и промышленного транспорта.

При импульсном регулировании напряжения тяговых двигателей постоянного тока можно сэкономить часть электроэнергии, которая бесполезно расходуется в пусковых реостатах, а также создать ряд

219

новых, более совершенных систем автоматического регулирования процессов тяги и торможения, а частности систем, которые поддер­ живают на тяговых двигателях оптимальное напряжение независимо от величины и колебаний напряжения источника питания.

Весьма существенным достоинством систем импульсного регули­ рования напряжения тяговых двигателей можно считать также то, что импульсные преобразователи позволяют реализовать рекуператив­ ное торможение практически до полной остановки, т. е. на низких скоростях, когда э. д. с. двигателей меньше напряжения приемника энергии. Кроме того, при использовании импульсных преобразовате­ лей релейно-контакторная аппаратура ступенчатого регулирования силы тяги и торможения заменяется системой непрерывного автома­ тического регулирования на основе современных полупроводниковых приборов и других бесконтактных аппаратов.

Поэтому применение импульсных преобразователей можно счи­ тать новым и весьма перспективным этапом развития системы элек­ трической тяги на постоянном токе.

В силу этого как в СССР, так и за границей ведутся интенсив­ ные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию тиристорных импульсных преобразователей для электротранспортных средств постоянного тока.

Врезультате проведенных в МЭИ исследований Тбилисским

электровозостроительным заводом построен опытный электровоз ВЛ8В-001 с тиристорным импульсным преобразователем для безреостатного пуска [Л. 79]. На кафедре электрического транспорта МЭИ созданы также опытные троллейбус и трамвай с системами безреостатного пуска и рекуперативного торможения [Л. 43]. Испытания троллейбуса, в частности, показали, что при помощи импульсных пре­ образователей можно сэкономить до 30% электроэнергии. Тиристор­ ный импульсный преобразователь для универсального электроподвиж­ ного состава переменного и постоянного тока создан в ЦНИИ МПС [Л. 90]. В МИИТ разработан тиристорный импульсный преобразова­ тель для безреостатного пуска вагонов метрополитена [Л. 93]. Успеш­ ные исследовательские работы по созданию импульсных преобразова­ телей для маневровых и промышленных электровозов ведутся также в ДИИТ и ЛИИЖТ [Л. 30, 63, 7.1, 83].

После появления тиристоров работы по созданию импульсных

пример, в ФРГ опытные тиристорные импульсные преобразователи установлены на ряде промышленных электровозов небольшой мощно­ сти и аккумуляторном электровагоне [Л. 107, 108, 130, 131, 136]. Английская Ассоциация электротехнической промышленности изгото­ вила импульсный преобразователь на напряжение 1 500 В для опыт­ ного моторного вагона нидерландских железных дорог [Л. 121]. В Япо­ нии создана система импульсного регулирования моторвагонных поез­

по созданию импульсных преобразователей для пригородных электро­ поездов выполнен при участии автора совместно с Прибалтийской железной дорогой и Таллинским электротехническим заводом [Л. 15, 19, 58, 41]. В результате этих работ в период с 1965 по 1970 гг. со­ зданы тиристорные импульсные преобразователи (ТИП) мощностью 900— 1 500 кВт на напряжение 3 000 В для электропоездов типа С3Р-А6М, ЭР-2 и ЭР-22..

2 2 0

1Ö-1. ТИРИСТОРНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТИП-900/3 ДЛЯ БЕЗРЕОСТАТНОГО ПУСКА И ИМПУЛЬСНОГО

ТОРМОЖЕНИЯ КОНТАКТНО-АККУМУЛЯТОРНОГО ПОЕЗДА

Ср3-А6МТ

Опытный контактно-аккумуляторный поезд С3р-А6 МТ с тиристорной

участке получают питание от контактной сети, а на неэлектрнфицированном участке — от аккумуляторной батареи типа ТЖН-400 с на­ пряжением 2 500—2 800 В. Тяговая аккумуляторная батарея, состоя­ щая из 1 920 элементов, размещена в ящиках под четырьмя прицеп­ ными вагонами. Поезда этого типа созданы работниками Прибалтий­ ской железной дороги, и уже в течение ряда лет девять таких поез­ дов успешно эксплуатируются на Рижском и Таллинском узлах При­ балтийской железной дороги.

а) Силовая схема моторного вагона

Силовая схема моторного вагона с соответствующей схемой элек­ тронного управления дает возможность осуществить автоматический безреостатный пуск при питании от контактной сети или от аккуму­ ляторной батареи и автоматическое рекуперативно-реостатное тормо­ жение до полной остановки поезда.

Оба режима осуществляются при помощи тиристорного импульс­ ного преобразователя ТИП-900/3, состоящего из входного индуктив- ио-емкостного фильтра ДФ, КФ и двух тиристорных прерывателей ТП-А, ТП-Б по схеме на рис. 9-1,6.

Упрощенные силовые схемы моторного вагона в режимах безрео­ статного пуска и импульсного рекуперативного торможения показаны соответственно на рис. 10-і,а и б. При безреостатном пуске две па­ раллельные цепи тяговых двигателей получают питание от контакт­ ной сети или аккумуляторной батареи через общий входной фильтр ДФ, КФ и два одинаковых прерывателя (рис. 10-1,о). Для рекупера­

тивного торможения на аккумуляторную батарею исследован способ независимого регулирования возбуждения.

При рекуперативном торможении силовая схема переключается таким образом, что тиристорные прерыватели оказываются подклю­ ченными параллельно якорям двигателей, а обмотки возбуждения получают независимое питание от специального преобразователя, вы­ полненного по схеме инвертор — трансформатор — управляемые вы­ прямители. Ввиду изменения направления тока возбуждения при этом изменяется также направление э. д. с. якорей двигателей (рис. 1 0 - 1 ,6 ).

В контурах, по которым осуществляется периодическое короткое за­ мыкание якорей, кроме тиристорных прерывателей, имеются также быстродействующие контакторы БК для защиты от аварийных сверх­ токов и токоограничивающие резисторы Р2, Р4. В случаях, когда

аккумуляторная батарея не может принять энергию, возвращаемую тяговыми двигателями моторных вагоноз, предусмотрено ее разделе­ ние на две параллельные части. В этих случаях в контуры короткого

22L