Важной особенностью эксплуатации ТСП с естественной (сетевой) коммутацией тока является переменная индуктивность контактной сети, что приводит к изменению продолжительности интервала коммутации при движении ЭПС по фидерной зоне и соответствующему изменению в функции места нахождения ЭПС на фидерной зоне внешних и регулировочных характеристик преобразователей. Однако расчет этих характеристик, как правило, выполняют для какого-либо одного фиксированного режима, что приводит в эксплуатации к отклонению действительных характеристик и показателей систем управления ЭПС со статическими преобразователями от паспортных.
Возникновение на ЭПС однофазно-постоянного тока и тепловозов с электрической передачей переменно-постоянного тока значительных динамических перенапряжений заставляет принимать специальные меры по защите вентилей и других элементов преобразователей от перенапряжений.
Колебания уровня напряжения контактной сети, отрывы и последующие восстановления контактов токоприемника локомотива с контактной сетью, исчезновения напряжения в контактной сети, а также случаи боксования отдельных колесных пар обусловливают резко переменную нагрузку тяговых преобразователей, причем скорости изменения тока в силовых цепях преобразователей могут достигать 106 ч-107 А/с. Последнее обстоятельство необходимо учитывать при проектировании выходных каскадов устройств управления тиристорами силовых цепей преобразователей, а также при выборе параметров дросселей, ограничивающих скорости изменения токов через тиристоры.
Тяговые преобразователи должны надежно работать при температуре окружающей среды от —70°С до +60°С, при этом используется только воздушное, чаще всего, принудительное охлаждение элементов преобразователей с забором охлаждающего воздуха из окружающей среды. Воздействие на тяговые преобразователи климатических факторов регламентируется ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70.
Конструктивное исполнение тяговых преобразователей должно обеспечивать их надежную эксплуатацию в условиях механических воздействий, регламентируемых ГОСТ 9219-75. Конструкция тяговых преобразователей должна при минимальных массе и габаритных размерах отвечать требованиям безопасности эксплуатации, ремонтопригодности и удобству обслуживания в эксплуатации при высокой надежности работы и по возможности невысокой стоимости.
3.2. Основные требования к конструкции тяговых
статических преобразователей
Одной из важнейших задач, решаемых при проектировании ТСП, является создание надежного и высокоэффективного преобразовательного устройства с минимальными массой и габаритными размерами. При этом конструктор должен по возможности согласовывать, зачастую противоречивые решения, обусловленные комплексом технико-экономических и эксплуатационных требований.
К технико-экономическим требованиям обычно относят: уровень обеспечения расчетных технических характеристик ТСП при заданных массе и габаритных размерах, преемственность конструктивных решений и степень унификации оборудования, технологичность конструкции ТСП, затраты труда времени и материальных средств на разработку и изготовление ТСП. Эксплуатационные требования включают в себя надежность функционирования ТСП, стабильность характеристик и параметров ТСП в эксплуатации, простоту и низкую стоимость обслуживания. Необходимо отметить, что многие из перечисленных требований взаимно связаны между собой и поэтому при проектировании ТСП конструктору приходится в зависимости от назначения преобразователя выделять факторы, имеющие наибольшее и наименьшее значения.
Если функциональные возможности ТСП практически не ограничены, то при решении задачи уменьшения и габаритных размеров конструктору, как правило, приходится сталкиваться с неразрешимыми или трудно разрешимыми вопросами. Это обусловлено, в первую очередь, ограниченными возможностями теплообмена элементов и узлов преобразовательных устройств с окружающей средой. Поэтому масса и габаритные размеры ТСП в значительной степени зависят от величины потерь мощности в них, т. е. от к. п. д., и теплостойкости элементов и узлов преобразователя.
Практически единственным фактором, ограничивающим возможности уменьшения габаритных размеров тяговых преобразователей, является величина допустимого превышения температуры (перегрева) элементов и узлов ТСП. Конструктивная преемственность предусматривает целесообразное использование в разрабатываемом ТСП конструктивных решений, примененных в разработанных ранее устройствах.
В этом случае исключаются затраты на разработку и изготовление новых конструкций, к числу которых относятся силовые шкафы, силовые блоки, модули или панели, кассеты для блоков устройства управления, защиты и сигнализации, блоки вентиляторов. Для тяговых преобразователей конструктивную преемственность целесообразно реализовать в зависимости от вида подвижного состава. Например на электровозах и тепловозах с электрической передачей преобразовательные устройства размещают в высоковольтных камерах внутри кузова, на электропоездах — под вагоном. Это обуславливает и соответствующую конструкцию ТСП. Составляющими конструктивной преемственности ТСП являются их унификация и нормализация. В основе унификации лежит принцип взаимозаменяемости, при которой в устройстве обеспечивается монтаж и соединение независимо изготовленных сопрягаемых блоков и узлов без дальнейшей подгонки или подстройки их параметров. Нормализация предполагает при создании ТСП применение во вновь проектируемом преобразователе уже разработанных и выпускающихся узлов и блоков, а также ограничение номенклатуры материалов, типовых элементов изделий и полуфабрикатов. Технологичность конструкции ТСП предполагает создание конструкции, обеспечивающей свободный доступ к элементам и узлам преобразователя в эксплуатации при простоте и невысокой стоимости изготовления преобразователя. Экономичность конструкции ТСП определяется затратами труда, времени и материальных средств на изготовление и обслуживание преобразователя. Надежность ТСП, как и любого другого объекта, характеризуют показателями, приведенными в табл. 5
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.