Вентильный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием для электроподвижного состава переменного тока

Вентильный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием для электроподвижного состава переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соаетскик

Социалистические

Респубник

O Il И С А Н И Е ()895745

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16 ° 04 ° 76 (21) 2349326/24-11 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет

Опубликовано 07,01.82.Бюллетень Рй 1

Дата опубликования описания 07.0 1.82 (5 l ) M. Кл.

В 60 1 9/12

Государственный комитет ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621 ° 314. .632(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Н. Тихменев, A. В. Каменев, 3. М. Рубчи некий И""Л;Н. Шйл

О

1 II

Всесоюзный ордена Трудового Краснс!го Знамени научно исследовательский институт железн дорожного .транспорта! (71) Заявитель (54) ВЕНТИЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ИМПУЛЬСНО-фАЗОВЫМ

РЕГУЛВ!СОВАНИЕМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предна значено для использования на электровозах и электропоездах переменного тока, оборудованных вентильными преобразователями с импульсно-фазовым регулированием выходного напряжения.

Известен вентильный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием для электроподвижного состава переменного тока, содержащий полууправляемые выпрямительные мосты, выходы которых предназначены для подключения к отдельным тяговым двигателям, а входы-к зажимам вторичной обмотки тягового трансформатора, па15 раллельно которой подключен конденсатор(1).

Это устройство в межкоммутационные периоды не обеспечивает приемлемой формы кривой тока при совместной работе нескольких единиц электроподвижного состава от общей тяговой сети, что снижает тягово-энергетические характеристики электроподвижного состава.

Цель изобретения — улучшение тягово-энергетических характеристик электроподвижного состава.

Цель достигается тем, что вентильный преобразователь с импульснофазовым регулированием для электроподвижного состава переменного тока снабжен демпфером, включенным последовательно с конденсатором и выполненным на параллельно включенных дросселе, двух тиристорах, соединенных встречно-параллельно, и цепи из последовательно включенных резистора и дополнительного конденсатора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема вентильного преобразова" теля, на фиг. 2 — вариант схемы демпфера, управляемого тиристорным ключом; на фиг ° 3 - кривые токов и на-:. пряжений трансформатора в процессе работы преобразователя на двигательную нагрузку, при отсут8957

20 ствии демпфера (фиг. 3а) и при его

l наличии (фиг.36) .

Преобразователь содержит полууправляемые вентильные мосты 1 и 2, подключенные входами к трансформатору 3, параллельно вторичной обмотке 4 которого к точкам 5 и 6 подключена последовательная цепь из конденсатора 7 и демпфера 8, содержащего дроссель 9, резистор 10» дополнительный конденсатор 11 и два тиристора 12, 13, включенные встречнопараллельно.

Вентильные мосты 1 и 2 содержат тиристорные плечи 14, 15, диодные плечи 16-19 и полностью управляемые плечи 20, 21. К выходам вентильных мостов подключены тяговые двигатели 22, 23 постоянного тока.

Полностью управляемые плечи преобразователя могут быть выполнены по любой известной схеме импульсных ключей, а диодные плечи 16-19 могут быть заменены тиристорами для обеспечения режимов рекуперативного торможения электроподвижного состава °

Другой вариант демпфера (см.фиг.2) содержит дроссель 9, резистор 10, дополнительный конденсатор 11, диодный мост 24 и тиристорный импульсный ключ 25. Точками 5, 6 демфер подключают к соответствующим Зажимам преобразователя (фиг,1).

Преобразователь работает следующим образом.

При угле фазового регулирования о. (см.фи г. 3) в полупериод питающего напряжения Чм sinwt, где

Ч, амплитуда вторичного напряжения трансформатора 3, до момента времени t „ (время меняетсл от t „ до t g), 40 токи тяговых двигателей, поддерживаемые ЭДС самоиндукции сглаживающих реакторов, замыкаются через плечи

18, 19 моста 1 и через плечи 16, 17 моста 2. В цепи вторичной обмотки

4 трансформатора 3 и конденсатора 7 протекает вынужденный емкостной ток.

Для упрощения анализа процессов в силово" схеме принимают допущение,,50 что ток в цепи тлговых двигателей идеально сглажен, В момент времени t1 (tg) (фиг.3) открывается полностью управляемое плечо, например 20, моста 1, При этом начинает нарастать ток t в трансформаторе 3 по кривой, соответствующей процессу собственных колебаний контура обмот.

4 ка 4 — конденсатор 7, достигая к моменту t»)(1:ь) величины полногс тока нагрузки преобразователя.

В этот момент () включа управляемое плечо 15 моста 2, переключая тем самым ток нагрузки моста 2 из цепи диодов плеч 16, 17 в цепь тиристора 13, диодного плеча 17 и обеспечивая плавное завершение процесса нарастания тока в этом коммутационом (Т1 ) интервале.

В конце полупериода питающего напряжения в момент t4 запирают полностью управляемое плечо 20 моста 1, вызывая обратный описанному колебательный процесс, который обеспечивает плавное гашение тока в трансфор-маторе.

Этим обеспечивается плавность нарастания и уменьшения тока i в транст форматоре в коммутационных интервалах времени соответственно

"ь» "4

В промежутках времени между моментами t - t и 1 - t являющихся межкоммутационными интервалами, ток во вторичной обмотке 4 транс" форматора 3 равен полному выпрямленному току двигателей, т.е. в этих интервалах происходит обычный процесс выпрямления тока.

Если в это время, например в момент t (t ), происходит коммутация тока в преобразователе другого электроподвижного состава, работающего от этой же тяговой сети, что вполне вероятно при фазовом регулировании, то на данном электроподвижном составе при отсутствии демпфера 8 возникают колебания тока в трансформаторе 3, конденсаторе 7 и,соответственно, в тяговой сети с частотой собственных колебаний контура, включающего в себя емкость конденсатора 7 и индуктивности трансформатора 3 и тяговой сети (фиг.3а).

Для устранения этих колебаний на весь межкоммутационный интервал времени (й -с 4 и t e- В) в цепь конденсатора 7 вводят дроссель 9, который ограничивает эти колебания (фиг ° 3б).

Для того, чтобы не нарушать плавность нарастания и гашения тока в коммутационных интервалах Т (г г )

1 (, 4 ), дроссель 9 в эти периоды времени исключают из цепи конденсатора 7, Достигается это тем, что при подаче управляющих импуль5 89 сов на главные вентили преобразователя в моменты t<(t 5), а также на гасящие в моменты 1 (t ) подают

Я л одновременно в эти же моменты управляющие импульсы на оба тиристора 12, 13 электронного ключа демпфера 8 (фиг.1), в результате чего дроссель 9 оказывается закороченным посредством тиристоров 12, 13 и не нарушает нормального протекания электромагнитных процессов в коммутационных интервалах.

При .этом ширина управляющих импульсов тиристоров 12, 13 для варианта демпфера (фиг.1) должна быть не менее длительности полупериода частоты тока в конденсаторе 7.

Длительность управляющих импульсов может быть уменьшена при замене тиристоров 12, 13 диодным мостом 24 и тиристорным имяульсным клю1чом 25 (фиг.2).

В этом случае в коммутационных интервалах дроссель 9 закорачивают посредством тиристорного импульсного ключа 2, для отпирания вентилей в котором подают короткий импульс управления, а длительность его открытого состояния, равную также полупериоду частоты собственных колеба5745 ний, обеспечивают выбором параметров элементов запирающей цепочки. формула изобретения

5 Вентильный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием для электроподвижного состава переменно" го тока, содержащий полууправляемые выпрямительные мосты, выходы которых предназначены для подключения к отдельным тяговым двигателям, а входы — к зажимам вторичной обмотки тягового трансформатора, параллельно которой подключен конденсатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения тягово-энергетических характеристик электроподвижного состава, он снабжен демпфером, включенным последовательно с конденсатором

20 и выполненным на параллельно включенных дросселе, двух тиристорах, соединенных встречно-параллельно, и цепи из последовательно включенных резистора и дополнительного конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР " 515674, кл. В 60 L 9/12, зо 11.01.74 (прототип).

8957 <5

0 r

Составитель Я. Гаврилов

Редактор Е.Хейфиц Техред Е. Харитончик Корректор И,Пожо

Заказ 11580/23. Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, )(-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4