Повышение технических характеристик электрической передачи переменного тока, страница 15

     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