В многофазной системе все двигатели
могут быть присоединены к выходу всех параллельно работающих прерывателей или
каждая параллельная цепь двигателей может получать независимое питание от одной
или нескольких фаз преобразователя. Во втором случае при сохранении
тех же, что и в первом случае, условий сглаживания пульсаций входного тока хуже
условия сглаживания пульсаций выходного тока и напряжения. Однако при питании
каждой цепи двигателей от отдельной фазы преобразователя улучшается
распределение нагрузок между отдельными прерывателями, что имеет большое
значение при импульсных преобразователях с жесткими характеристиками.
На электропоездах, в составе которых имеется несколько моторных вагонов, импульсные преобразователи каждого вагона также могут быть синхронизированы по частоте со сдвигом моментов их включения на время Т/пВ, где пВ — число синхронизированных моторных вагонов. Такая система позволяет еще в большей степени сгладить пульсации тока, потребляемого электропоездом из контактной сети.
Независимо от схемы импульсных преобразователей возможны два способа их использования на электропоездах. По первому из них преобразователь включается только в периоды пуска и электрического торможения. При повышении напряжения на двигателях до напряжения сети они переключаются непосредственно к контактной сети при помощи контактора, шунтирующего импульсный преобразователь. Ясно, что такая система возможна только в том случае, если двигатели (или группа последовательно соединенных двигателей) рассчитаны для работы при напряжении контактной сети. При втором способе использования импульсных преобразователей они остаются включенными все время работы двигателей. При этом номинальное напряжение цепи двигателей может быть ниже напряжения контактной сети. Такая система осуществлена, например, на электропоездах на напряжение 6 кВ постоянного тока и на опытном электропоезде ЭР-559 на 3 кВ постоянного тока с постоянным параллельным соединением всех тяговых двигателей с номинальным напряжением 1500 В на коллекторе. Ясно, что в этом случае преобразователь, работающий в течение тягового и тормозного режимов, получается более тяжелым и дорогим, но зато улучшаются условия управления тяговыми двигателями во всем диапазоне их работы.
Классификация прерывателей. Управление тиристорными прерывателями в пределах одного импульсного цикла может быть осуществлено одним, двумя или тремя сигналами (импульсами). В зависимости от этого прерыватели могут быть разделены на однооперационные (рис. 1.2 и 1.3), двухоперационные (рис. 1.4— 1.7) и трехоперационные (рис. 1.8). К первым в течение импульсного цикла подается только сигнал отпирания главных тиристоров, а их запирание осуществляется вследствие возникающего после этого колебательного процесса в соответствующем индуктивно-емкостном контуре «гашения». Эти прерыватели могут быть названы также прерывателями с самозапиранием или естественной коммутацией, хотя под последней обычно понимают коммутацию под действием переменной э.д.с. источника питания, которая в данном случае не имеет места.
В двухоперационных прерывателях запирание основных тиристоров осуществляется после подачи второго сигнала управления для отпирания вспомогательной группы тиристоров, которые подключают соответствующую цепь «гашения».
Трехоперационные прерыватели, кроме сигналов отпирания основных и вспомогательных тиристоров, имеют еще сигнал управления для осуществления подготовительного перезаряда коммутирующего конденсатора независимо от основных тиристоров, обычно во время паузы, когда основные тиристоры находятся в непроводящем состоянии.
При неизменной индуктивности и емкости колебательного контура при помощи однооперационных прерывателей можно осуществить только частотный способ импульсного регулирования выходного напряжения. Двух- и трехоперационные прерыватели позволяют реализовать оба способа регулирования.
По мере усложнения функций, выполняемых тиристорными прерывателями, в будущем могут найти применение прерыватели и с большим числом импульсов управления в пределах импульсного цикла.
Схемы двух- и трехоперационных
прерывателей удобно разделить на схемы с трансформаторной,
последовательно-индуктивной и
параллельно-емкостной коммутацией. Кроме того, импульсные прерыватели могут
быть разбиты на одноцепные и мостовые. Мостовыми названы прерыватели с двумя
одинаковыми параллельными цепями (фазами) тиристоров и общим коммутационным
узлом для их запирания
(см. рис. 1.13 и 1.14).
Рис. 1.2. Схемы однооперационных прерывателей с линейными индуктивностями перезаряда
Рис. 1.3. Схемы однооперационных прерывателей с дросселями насыщения
Рис. 1.4. Схемы двухоперационных прерывателей с трансформаторной (а) и последовательно-индуктивной (б) коммутацией
Рис. 1.5. Схемы двухоперационных прерывателей с параллельно-емкостной коммутацией (коммутирующая емкость подключена параллельно нагрузке)
Рис.1.6. Схемы
двухоперационных прерывателей с
параллельно-емкостной коммутацией (конденсатор Ск подключен параллельно
основным тиристорам)
Рис.1.7. Схемы двухоперационных прерывателей с параллельно-емкостной коммутацией (конденсатор Ск подключен параллельно основным тиристорам)
Рис.1.8. Схемы трехоперационных прерывателей
На всех этих рисунках изображены упрощенные принципиальные схемы силовых цепей прерывателей. В них не отображены дополнительные элементы, которые служат для ограничения скоростей нарастания напряжения и тока тиристоров, выравнивания напряжений или токов между последовательно и параллельно включенными вентилями, шунтирующие RC цепочки, дроссели насыщения и др. Прерыватели показаны так, как они включаются для регулирования напряжения в режимах тяги. Однако они могут быть использованы и в схемах электрического торможения, регулирования тока возбуждения и повышения выходного напряжения. На всех рисунках прерыватели включены между положительным зажимом источника питания и нагрузкой. Однако они могут выполнять те же функции регулирования, если их включить между нагрузкой и отрицательным зажимом питания.
В настоящее время полупроводниковая техника шагнула далеко вперед. Современные преобразователи строят на полностью управляемых элементах – управляемых тиристорах или IGBT транзисторах. Эти элементы открываются и закрываются по управляющему сигналу и не требуют дополнительный контур коммутации.
1.3. Импульсное управление двигателями в режиме электрического торможения
Рекуперативное торможение.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.