Чтобы лучше разобраться с работой полупроводниковых устройств этой схемы, следует остановиться на порядке подключения выпрямителя 1 и инверторов 2 и 3 к первичным обмоткам силового трансформатора Тр.
Более подробная схема соединения этих узлов изображена на рисунке 1.4. Необходимое в каждом отдельном случае соединение досчитается с помощью контактов S1-S19 переключающего устройства. Показанное на схеме состояние контактов соответствует случаю подачи в магистраль переменного (50 Гц) напряжения 3000 В. Замкнутые контакты S1 и S2 подают это напряжение непосредственно к выточенным последовательно (замкнуты контакты S14, S15, S18) первичным обмоткам W1-W4 трансформатора.
Если в магистрали напряжение 1500 В постоянного или переменного (50 Гц) тока, то оно через контакты S3, S4 подастся к выпрямителю V, а от него к параллельно включенным (замкнуты контакты S5, S7) инверторам WR1 и WR2. Первичные обмотки трансформатора при этом включены попарно-параллельно к выходам этих инверторов. К инвертору WR1 подключены обмотки W1 и W2 (замкну ты контакты S8, S9 и S12, S13). К выходу WR2 подключены обмотки W3 и W4 (замкнуты контакты S10, SI1 и S16, S17).
Напряжение 3000 В постоянного тока через замкнутые контакты S3, S4 и выпрямитель (точнее через два его плеча) подаётся к включенным последовательно (замкнут S6) инверторам WR1 и WR2. Схема подключения первичных обмоток трансформатора в этом случае та же, что и при напряжении 1500 В.
Во всех рассмотренных случаях в каждой из трёх вторичных секционированных обмоток трансформатора замкнуты контакты 1. Лишь при напряжении магистрали 1000 В, 16 2/3 Гц, в каждой из этих обмоток замыкаются контакты 2 (контакты 1 размыкаются), увеличивая число витков этих обмоток. Схема соединения инверторов WR I. WR2, а также первичных обмоток трансформатора в этом случае та же, что и при питании от напряжения 1500 В постоянного и переменного тока. Напряжение вторичных обмоток неодинаковы. Конкретные их значения указаны на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4 - Схема включения узлов пятисистемного преобразователя FSU 1.1 (выделены полупроводниковые устройства)
Контакт S19 переключателя размыкается лишь при напряжении 3000 В постоянного тока, оставаясь замкнутым при всех остальных уровнях напряжения. При размыкании этого контакта в силовую цепь питания вводится ограничивающий резистор RV.
Все перечисленные при анализе этой схемы преобразователи (кроме выпрямителя V). являющиеся вторичными СЭС, выполнены на базе полупроводниковых элементов (тиристоров).
На основании проведенного анализа в многообразии задач, решаемых с помощью полупроводниковой техники при модернизации и разработке схем пассажирских вагонов с автономным и централизованным электроснабжением, следует выделить четыре основные, направленные на:
- преобразование электрической энергии;
- поддержание заданного режима работы источников питания (регулирование и стабилизация);
- защиту потребителей от последствий переходных и аварийных режимов работы СЭС;
- контроль за техническим состоянием ВЭО.
В результате все полупроводниковые устройства, применяемые в пассажирских вагонах с любой системой электроснабжения, могу т быть условно разделены по назначению на следующие группы: преобразователи, регуляторы, стабилизаторы (стабилизированные источники питания), устройства защиты и диагностики. Последняя из названных групп внедрена на вагонах с централизованным электроснабжением. Определенная условность такого разделения заключается в том, что часто одно и то же устройство выполняет функции нескольких названных групп. Так преобразователь, как правило, выполняет функции и стабилизатора, и регулятора. Регуляторы же по принципу действия часто могут быть отнесены к преобразователям постоянно-постоянного тока и т.д.
Работа любого из названных устройств во многом определяется свойствами входящих в их состав полупроводниковых элементов, на кратком рассмотрении основных свойств, параметров и области применения которых необходимо остановиться в первую очередь.
2 ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА, ПАРАМЕТРЫ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СЭС
Наглядное представление о многообразии полупроводниковых приборов, находящих применение в системах электроснабжения вагонов, дает схема (рисунок 2.1). В основу деления полупроводников на отдельные группы, указанные на этом рисунке, положены два фактора: характер управляющего сигнала и количество р-n переходов в каждом элементе.
 |
Рисунок 2.1 - Классификация полупроводниковых приборов, применяемых в СЭС пассажирских вагонов
Наиболее многочисленной является группа полупроводников, управляемых электрическим сигналом. Под управляющим сигналом здесь понимается фактор, воздействие которого меняет проводимость полупроводника. В меньшем объеме применяют элементы чувствительные к температуре. Из числа элементов чувствительных к оптическому излучению выделены лишь диодно-транзисторные оптроны, используемые в схемах управления вагонов с ЦЭС.
Р-n переход образуется между областями полупроводника с электронной (тип n) и дырочной (тин р) проводимостью/ Свойства р-n перехода различны при подаче к нему управляющего сигнала (напряжение разной полярности. температура или свет) и наглядно иллюстрируются зависимостью между напряжением на выводах перехода и током, протекающим по нему. Такие зависимости называются вольт-амперными характеристиками (ВАХ).
Выпрямительные .диоды - наиболее многочисленная по типам подгруппа полупроводниковых элементов, содержащих один p-n переход. Основная задача, выполняемая ими в СЭС, связана с преобразованием переменного тока в постоянный (выпрямление), вагонных СЭС диоды работают при частотах от 50 до 425 Гц, но могут сохранять свои параметры в режимах работы до частоты в несколько килогерц.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.