РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)
Допустить к защите:
Зав. кафедрой
«»2006 г.
на тему: Повышение технических характеристик
электрической передачи переменного тока
 |
Дипломник (Костяной Д. Ю.)
Руководитель проекта (проф. Логинова Е.Ю.)
Консультант по экономическим вопросам (доц. Тишкина Э.Д.)
Консультант по вопросам безопасности (проф. Рубцов Б. Н.)
жизнедеятельности
Москва 2006 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С АСИНХРОННЫМ ТЯГОВЫМ ПРИВОДОМ
1.1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОКОМОТИВОВ С АСИНХРОННЫМ ТЯГОВЫМ ПРИВОДОМ
1.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЗОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ИХ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
2. СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
2.1. Области применения силовых полупроводниковых
преобразователей
2.2. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ СИЛОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
3. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТЯГОВЫХ ИНВЕРТОРОВ и их функциональные особенности
3.1. Запираемые тиристоры
3.2. IGBT транзисторы и FRD диоды
3.3. Инверторы напряжения для преобразователей
частоты тягового электропривода
4. РАЗРАБОТКА ТЯГОВОГО ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ
4.1.Основные требования к конструкции тяговых статических преобразователей
4.2. Исходные данные для проектирования
тяговых статических преобразователей
4.3. Расчёт автономного инверторА напряжения
5. Особенности эксплуатации статических
преобразователей подвижного состава.
ВВЕДЕНИЕ
Мощность, масса и затраты жизненного цикла современного подвижного состава в большой степени определяются тяговым приводом. До середины 60-х годов в тяговом приводе в основном использовались коллекторные двигатели постоянного тока последовательного возбуждения и генераторы постоянного тока с независимым возбуждением. Впоследствии с появлением силовых полупроводниковых приборов на тепловозах началось использование синхронных генераторов с выпрямительными установками. В середине 70-х годов появились разработки в области трехфазного тягового привода, преимущественно на базе асинхронных тяговых двигателей с короткозамкнутым ротором, для электроподвижного состава как постоянного, так и переменного тока. Этапы его развития характеризовались использованием разных схем тяговых преобразователей, в том числе и ориентированных на синхронные тяговые двигатели, а также разных систем охлаждения и все более мощных полупроводниковых вентилей.
На сегодняшний день тяговый привод характеризуется применением следующих компонентов:
Этими компонентами многих модификаций определяется тяговый привод современного подвижного состава. Речь идет о высокоскоростных электропоездах, электровозах различного назначения, тепловозах, поездах городских железных дорог, метрополитена и трамвая. Подвижной состав следующего поколения должен помочь железным дорогам укрепить их позиции в конкурентной борьбе с другими видами транспорта. В настоящее время экономичность подвижного состава определяют не только капитальные вложения в его создание, но и общие затраты жизненного цикла. Более высокая привлекательность для клиентуры, в частности для пассажиров, должна достигаться приемлемыми тарифами и высокой скоростью движения поездов.
Новый тяговый привод должен иметь компоненты уменьшенного объема и пониженной массы, что обеспечивает увеличение максимальной скорости и ускорения при разгоне. Он должен быть малошумным, экологичным, дешевым, удобным в обслуживании. Для владельцев подвижного состава помимо надежности и готовности к эксплуатации большое значение имеют эксплуатационные расходы. Для их снижения необходимо, чтобы компоненты при малой массе имели высокую степень интеграции, обеспечивали низкий уровень потерь энергии, требовали минимального объема работ по техническому обслуживанию и ремонту. Таким образом, при разработке нового тягового привода должны использоваться новые пути и нетрадиционные решения.
На современном этапе преобразовательная техника находится в стадии перехода от GTO-тиристоров к IGBT-транзисторам. Современные силовые полупроводниковые приборы рассчитаны на рабочее напряжение до 4,5 кВ, в перспективе ожидается его повышение до 6 - 6,5 кВ. Это позволит достичь еще большей степени интеграции компонентов в расширенном диапазоне мощностей.
С техникой преобразования тесно связаны устройства регулирования привода в аспекте обратных воздействий тягового привода на систему управления. Уже несколько лет используются схемы управления, базирующиеся на стандартных микропроцессорах с последовательным выполнением команд. В настоящее время заметна тенденция перехода на программируемые логические системы параллельного действия.
Ожидается, что в перспективе тяговые преобразователи при тех же мощностных параметрах будут иметь на 50 % меньшие массу и объем, будучи при этом на 25 % дешевле.
1.
1.1. 1.1. Технические характеристики асинхронных электродвигателей
Мировые среднестатистические показатели использования асинхронного короткозамкнутого привода в промышленности по сравнению с двигателем постоянного тока при одном значении мощности и номинальной угловой скорости вращения ротора имеют значения /13, 14, 15/:
- масса высокооборотного короткозамкнутого двигателя в 1,5...2 раза меньше, чем двигателя постоянного тока;
- соответственно, момент инерции ротора короткозамкнутого двигателя более чем в 2 раза меньше, чем у двигателя постоянного тока;
- стоимость короткозамкнутого двигателя приблизительно в 3 раза меньше, чем двигателя постоянного тока.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
