Контрольные вопросы

1. Объясните принцип плавного регулирования напряжения.

2. Назовите особенности работы управляемого выпрямителя при активной и активно-индуктивной нагрузке.

3. Изобразите регулировочную характеристику управляемого выпрямителя при следующих видах нагрузок:

а) чисто активной;

б) активно-индуктивной.

4. Назовите соотношения между напряжением вторичной обмотки (полуобмотки) однофазного трансформатора и выпрямленным напряжением управляемого выпрямителя для видов нагрузок:

а) чисто активной;

б) активно-индуктивной.

5. Сравните энергетические показатели управляемого и неуправляемого выпрямителей.

6. Объясните влияние процесса коммутации на энергетические показатели управляемого выпрямителя.

Раздел 3 Многозонный преобразователь

Рекомендуемая литература: [1, 5, 15, 17].

3.1. Управление выпрямительно-инверторным преобразователем

Выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП) электровоза предназначен для выпрямления переменного тока в постоянный, с плавным регулированием напряжения на тяговых двигателях в режиме тяги, и преобразования постоянного тока тяговых двигателей, работающих в генераторном режиме, в переменный ток в режиме рекуперации.

В режиме тяги обмотки возбуждения (ОВ) подключаются последовательно с якорями тяговых двигателей М и запитываются от выпрямительно-инверторных преобразователей (ВИП). Каждый ВИП питает 2–3 тяговых двигателя в зависимости от серии электровоза. В режиме рекуперации обмотки возбуждения двигателей соединяются последовательно и запитываются от выпрямительной установки возбуждения (ВУВ). Якоря тяговых двигателей через балластные резисторы подключаются к ВИП. Очередность открытия плеч ВИП в выпрямительном (тяга) и инверторном (рекуперация) режимах определяется алгоритмом работы блока управления преобразователями электровоза (БУВИП) (рис. 3.1). Блок управления ВИП электровоза формирует и, в соответствии с заданным алгоритмом, распределяет по плечам ВИП управляющие импульсы. В режиме рекуперации выпрямительная установка возбуждения (ВУВ) регулирует ток, протекающий в обмотках возбуждения тяговых двигателей. Импульсы управления ВУВ также формируются в блоке БУВИП.

Рис. 3.1. Упрощенная схема ВИП и алгоритм работы тиристорных плеч в режимах тяги и рекуперации: – регулируемый по фазе импульс _рег; – нерегулируемый по фазе импульс ₀, ; – задержанный по фазе импульс ₀₃

Принцип работы аппаратуры управления основан на преобразовании постоянного напряжения, задаваемого с кон­троллера машиниста, в управляющие импульсы, фаза которых изменяется в соответствии с этим напряжением. Напряже­ние управления, пропорциональное углу поворота штурвала контроллера, подается на вход БУВИП.

Вторичная обмот­ка силового трансформатора электровоза питает группу тя­говых двигателей и состоит из трех секций (рис. 3.1). Номинальное напряжение секции обмоток I и II составляет 315 В, обмотка III имеет вдвое большее напряжение – 630 В (цепь нагрузки ВИП условно показана в виде од­ного двигателя М, включенного последовательно со сглаживающим реактором СР).

Силовую схему ВИП можно представить в виде трех параллельно соединенных однофазных мостовых схем со смежными тиристорными плечами. Такая компонов­ка позволяет плавно регулировать напряжение на тя­говых двигателях за счет открытия соответствующих тиристорных плеч преобразователя.

При обеспечении работы в выпрямительном и инверторном режимах используют четыре типа управля­ющих импульсов [4, 17]:

1)  – подаваемые в начале полупериода, фаза ко­торых соответствует минимальному углу открытия ти­ристоров;

2) – регулируемые по фазе от до ;

3) – нерегулируемые задержанные по фазе, ис­пользуемые в режиме тяги;

4) – импульсы, по­даваемые на тиристоры ВИП в режиме рекуперации.