2.2 Розрахунок імпульсного перетворювача у режимі тяги з безперервним струмом тягових двигунів

Такий режим являється основним режимом роботи імпульсного перетворювача, так як характеристики для середніх швидкостей руху електропоїзда.

Розрахункова схема імпульсного перетворювача приведена на рисунку 2.3

Часові діаграми, які характеризують даний режим роботи імпульсного перетворювача відображені на рисунку 2.4

Максимальне значення струму тягових двигунів знайдемо за формулою

(2.17)

де Uc - напруга контактної мережі, В;

R_д - опір тягових двигунів, Ом.

E - проти Е.Р.С. тягових двигунів, В.

Для находження проти Е.Р.С. тягового двигуна використаємо підведену до тягових електродвигунів напругу яка урівноважується проти Е.Р.С. та падіння напруги на обмотках

(2.18)

де Е - проти Е.Р.С. тягових двигунів,

І_д - струм тягового двигуна,

- опір обмоток тягового двигуна.

Рисунок 2.3 - Розрахункова схема імпульсного перетворювача у режимі тяги

Для находження проти Е.Р.С. тягового двигуна Е необхідно задатися рядом струмів і підставити у формулу відомі дані. Напруга для вибраного режиму дорівнює 375 В, опір двигунів дорівнює 0,07 Ом.

У результаті з формули (2.18) отримаємо значення проти Е.Р.С. тягового двигуна і отримані значення занесемо у таблицю 2.2

Таблиця 2.2 – Результати розрахунків значень проти Е.Р.С. тягового двигуна

Ід, А	50	100	150	200	250	300	330
Е, В	371	368	364	361	357	354	352

Рисунок 2.4 - Алгоритм переключення транзисторного перетворювача і часові діаграми струмів та напруги.

Максимальне значення струму двигуна в установленому режимі при частоті 400 Гц та коефіцієнтом заповнення γ рівному 0,5 знайдемо за формулою:

(2.19)

де U_c = 750 В, напруга контактної мережі;

γ = 0,5 , коефіцієнт заповнення;

A.

Мінімальне значення струму тягових двигунів знайдемо за формулою

; (2.20)

A.

Амплітуда пульсацій струму тягових двигунів

(2.21)

A.

Середнє значення струму транзистора VT знайдемо за формулою:

(2.22)

Середнє значення струму діода VD знайдемо по формулі

(2.23)

Середній струм двигуна у установленому режимі буде рівнятися

(2.24)

А.

Параметри граничного режиму який розділяє безперервний перерваний струм тягових двигунів знайдемо з формули:

(2.25)

В.

(2.26)

А.

2.3 Вибір силових елементів імпульсного перетворювача

2.3.1 Вибір керованого ключового елемента імпульсного перетворювача

У якості керованого ключового елемента імпульсного перетворювача вибираємо IGBT модуль СМ1200НА-66Н.

По технічним характеристиках IGBT модуль СМ1200НА-66Н транзистор ТЗ 253 - 2400 призначений для використовування у статичних перетворювачах електроенергії, а також у різних силових установах постійного та змінного струму, де виникає потреба великої швидкості зростання струму і напруги.

Керовані транзистори (IGBT), які в порівнянні з тиристорами, що замикаються, мають наступні переваги:

• незначну потужність, затрачувану на управління силовими транзисторами;

• низькі комутаційні втрати, так що частота спрацьовувань може досягати 2000 Гц;

• можливість реалізації захисту простими засобами.

Транзистори мають велику навантажену здібність до струму на високих частотах.

Параметри IGBT модуля СМ1200НА-66Н:

Напруга колектор-емітер 3300 В

Напруга затвор-емітер ± 20 В

Струм колектора 1200 А

Струм емітера 1200 А

Робочий діапазон температури -40 +150 ºС

Маса 2.2 кг.