4. Внешние характеристики инвертора

Внешняя характеристика инвертора – зависимость среднего значения выпрямленного напряжения U_∂n выпрямительно-инверторного преобразователя от тока тягового двигателя I_Т в режиме рекуперативного торможения.

На рисунке 11 показана упрощённая схема электровоза с зонно-фазовым регулированием напряжения на двигателях для режима рекуперативного торможения. Выпрямительно–инверторный преобразователь инвертирует постоянный ток I_Т тяговых электродвигателей в ток переменный с частотой сети f_с. Возбуждение тяговых электродвигателей при торможении – независимое. Обмотки возбуждения всех тяговых двигателей обоих секций электровоза соединены последовательно и питаются от отдельной обмотки тягового трансформатора с напряжением U_в через управляемый выпрямитель ВУВ.

Рисунок 11 – Упрощённая схема электровоза с зонно-фазовым регулированием напряжения на двигателях для режима рекуперативного торможения

В зоне высоких скоростей торможения тормозное усилие регулируется плавным изменением тока I_в обмоток возбуждения за счёт изменения угла отпирания тиристоров ВУВ. В зоне средних и малых скоростей торможения – плавным изменением выходного напряжения инвертора за счет изменения угла отпирания тиристоров ВИП при постоянном токе возбуждения.

Пример расчёта для IV зоны регулирования при :

	(2.4.1)
	(2.4.2)

Результаты расчёта представлены в виде таблицы 12.

Внешние характеристики инвертора представлены на рисунке 12.

Внешняя характеристика ВИП – наклонная прямая. Выходное напряжение инвертора уменьшается при увеличении тормозного тока. Наибольший наклон имеет характеристика IV зоны регулирования, на которой индуктивное сопротивление обмоток трансформатора наибольшее. При управлении тиристорами ВИП по закону δ=const в процессе торможения при изменении тормозного тока не будут обеспечены условия электрической устойчивости. Для обеспечения электрической устойчивости в цепи двигателей вводят дополнительные резисторы с сопротивлением r, которые также улучшают распределение тормозных токов по параллельно работающим генераторам. Минимальная величина сопротивления этих резисторов должна быть такой, чтобы внешняя характеристика инвертора перестала быть падающей:

(2.4.3)

где индуктивные сопротивления обмоток тягового трансформатора берутся для IV зоны регулирования.

Таблица 12 – Внешние характеристики инвертора

Зона регулирования		Расчётный ток
1	0,00138	224	223	223	222	222	221
2	0,00626	438	435	431	428	426	425
3	0,01566	650	643	634	626	621	618
4	0,03329	858	845	825	809	798	790