6.2. Выпрямительно-инверторный преобразователь

Для электровоза с рекуперативным торможением целесообразно ис­пользовать преобразователь, который мог бы работать как в режиме выпрямления, так и инвертора. В этом случае преобразователь должен быть выполнен с использованием только управляемых вентилей-тиристоров.

Наиболее целесообразно применить бесконтактную схему с секциони­рованной тяговой обмоткой трансформатора.

При этом секции обмотки трансформатора могут иметь как одинаковое, так и разное количество витков как, например, на электровозе BЛ80P (см, рис.3.3). Студент выбирает схему преобразователя самостоятельно.

Описание работы схемы электровоза BЛ80P дано в /6/ как в тяговом, так и в тормозном режимах.

Расчет количества параллельных ветвей тиристоров во всех плечах выпрямителя (см. рис.3.3) производится по формуле (6.3).

Количество последовательно соединенных вентилей в плечах ВИП будет зависеть от соотношения числа витков секций тяговой обмотки трансформатора.

Для плеч 1,2,7,8 определяется по формуле (6.4). Для плеч 3 и 4:

(6.6)

где - суммарное число витков секций bc+cd (см. рис.3.3);

- то же ab+bc+cd. Для плеч 5 и 6:

(6.7)

где - число витков секции cd.

Для схем ВИП, аналогичных рис.3.3, но с большим количеством выпрямительных плеч, выражения для расчета числа последовательно включенных тиристоров могут отличаться от (6.6) и (6.7).

На электровозе ЭП1 применен преобразователь выпрямительно-инверторный ВИП-5600 УХЛ2. Выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП) предназначен для выпрямления однофазного переменного тока частотой 50 Гц в постоянный и плавного регулирования напряжения питания тяговых двигателей в режиме тяги и для преобразования постоянного тока в однофазный переменный ток частотой 50 Гц и плавного регулирования величины противо-э.д.с. инвертора в режиме рекуперативного торможения.

На электровозе устанавливается два преобразователя.

Каждый ВИП состоит из блока силового (БС), блока питания (БП) и блока диагностики (БД).

Силовая часть ВИП имеет восемь плеч и выполнена по схеме в соот­ветствии с рисунком 5.1. Каждое плечо ВИП состоит из двух последовательно и пяти параллельно соединенных тиристоров. Плечи укомплектованы тирис­торами Т353-800. При этом плечи 1, 2, 7, 8 укомплектованы тиристорами 28 класса с неповторяющимся импульсным напряжением в закрытом состоянии не ниже 3600 В; плечи 3, 4, 5, 6 - тиристорами 32 класса. Конструктивно блоки тиристоров расположены по высоте пять, а по горизонтали - по восемь штук.

Силовая схема ВИП позволяет реализовать четырехзонное регулирова­ние выпрямленного напряжения при трех секциях вторичном обмотки тягового трансформатора.

Рис.6.1. Функциональная схема ВИП

Выравнивание тока по параллельным ветвям плеч обеспечивается под­бором тиристоров по суммарному падению напряжения и также диагональным подключением плеч.

Допустимый разброс по суммарному падению напряжения между параллельными ветвями плеч при токе 400А должен составлять не более 0,04 В.

Система формирования импульсов служит для включения тиристоров силовой схемы ВИП, которая управляется аппаратурой управления электро­воза.

Блок питания обеспечивает напряжением блоки управления СФИ. Блок питания запитан от обмотки собственных нужд тягового трансформатора электровоза.

БП представляет собой транзисторный стабилизатор напряжения с параллельным регулирующим элементом. Стабилизатор позволяет с заданной точностью поддерживать постоянное напряжение на выходе при изменении входного напряжения в пределах 250-470 В.

Блок диагностики служит для контроля наличия пробитых тиристоров в плечах БС, пробитых транзисторов в БП и СФИ, подачи запускающих импульсов для БУ при диагностировании работы СФИ, а так же позволяет контроли­ровать алгоритм работы плеч ВИП при работе его на холостом ходу или под нагрузкой.