Вентильный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием для электроподвижного состава переменного тока Советский патент 1982 года по МПК B60L9/12 

ствии демпфера (фиг. За) и при его наличии (фиг.Зб). Преобразователь содержит полууправляемые вентильные мосты 1 и 2, подключейные входами к трансформато ру 3, параллельно вторичной обмотке 4 которого к точкам 5 и 6 подклю чена последовательная цепь из конде сатора 7 и демпфера 8, содержащего дроссель 9, резистор 10, дополнительный конденсатор 11 и два тиристора 12, 13, включенные встречнопараллельно. Вентильные мосты 1 и 2 содержат тиристорные плечи 14, 15, диодные плечи 16-19 и полностью управляемые плечи 20, 21. К выходам вентильных мостов подключены тяговые двигатели 22, 23 постоянного тока. Полностью управляемые плечи преобразователя могут быть выполнены по любой известной схеме импульсных ключей, а диодные плечи 16-19 могут быть заменены тиристорами для обеспечения режимов рекуперативного TOP женил электроподвижного состава. Другой вариант демпфера (см.фиг. содержит дроссель 9, резистор 10, дополнительный конденсатор 11, диод ный мост 24 и тиристорный импульсный ключ 25. Точками 5, 6 демфер по ключают к соответствующим зажимам преобразователя (фиг.1). Преобразователь работает следующим образом. При угле фазового регулирования (см.фиг.З) в полупериод питающего напряжения V,SinuJt, где J амплитуда вторичного напряжения трансформатора 3, до момента времени t (время меняется от t до t токи тяговых двигателей, поддержива мые ЭДС самоиндукции сглаживающих реакторов, замыкаются через плечи 18, 19 моста 1 и через плеЧи 16, 17 моста 2. В цепи вторичной обмотки k трансформатора 3 и конденсатора 7 протекает вынужденный емкостной ток. Для упрощения анализа процессов в силовой схеме принимают допущение что ток в цепи тяговых двигателей идеально сглажен. В момент времени t i (t5) (фиг.З) открывается пол ностью управляемое плечо, например 20, моста 1. При этом начинает нарастать ток трансформаторе 3 кривой, соответствующей процессу собственных колебаний контура обмот ка 4 - конденсатор 7, достигая к моменту trt(t.(,) величины полного тока нагрузки преобразователя. В этот момент t/2(t) включа управляемое плечо 15 моста 2, переключая тем самым ток нагрузки моста 2 из цепи диодов плеч 16, 17 в цепь тиристора 13, диодного плеча 17 и обеспечивая плавное завершение процесса нарастания тока в этом коммутационом (Т ) интервале. В конце полупериода питающего напряжения в момент t/ запирают полностью управляемое плечо 20 моста1, вызывая обратный описанному колебательный процесс, который обеспечивает плавное гашение тока в трансформаторе. Этим обеспечивается плавность нарастания и уменьшения тока 1 в трансформаторе в коммутационных интервалах времени соответственно , f4 в промежутках времени между моментами t являющихся межкоммутационными интервалами, ток во вторичной обмотке 4 трансформатора 3 равен полному выпрямленному току двигателей, т.е. в этих интервалах происходит обычный процесс выпрямления тока. Если в это время, например в моtJt), мент происходит коммутация тока в преобразователе другого электроподвижного состава, работающего от этой же тяговой сети, что вполне вероятно при фазовом регулировании, то на данном электропрдвижном составе при отсутствии демпфера 8 возникают колебания тока в трансформаторе 3, конденсаторе 7 и,соответственно, в тяговой сети с частотой собственных колебаний контура, включающего в себя емкость конденсатора 7 и индуктивности трансорматора 3 и тяговой сети (фиг.За). Для устранения этих колебаний на весь межкоммутационный интервал вреени (tft-t i и tg) в цепь коненсатора 7 вводят дроссель S, котоый ограничивает эти колебания (фиг.36). Для того, чтобы не нарушать плавость ларастания и гашения тока IT коммутационных интервалах Т , Vr (t, , ) дроссель 9 в эти периоы времени исключают из цепи коненсатора 7. Достигается это тем, то при подаче управляющих импульсов на главные вентили преобразователя в моменты t.(t j), а также t4(tg),. гасящие в моменты подают одновременно а эти же моменты управляющие импульсы на оба тиристора 12, 13 электронного ключа демпфе ра 8 (фиг.1), в результате чего дро сель 9 оказывается закороченным посредством тиристоров 12, 13 и не нарушает нормального протекания эле ромагнитных процессов в коммутацион ных интервалах. При,этом ширина управляющих импульсов тиристоров 12, 13 для вариа та демпфера (фиг.1) должнабыть не менее длительности полупериода частоты тока в конденсаторе 7. Длительность управляющих импульсов может быть уменьшена при замене тиристоров 12, 13 диодным мостом 2k и тиристорным импульсным клю |Чом 25 (фиг.2). В этом случае в коммутационных и тервалах дроссель 9 закорачивают по средством тиристорного импульсного ключа 25, для отпирания вентилей, в котором подают короткий импульс управления, а длительность его отKpytoro состояния, равную также пол периоду частоты собственных колебаНИИ, обеспечивают выбором параметров элементов запирающей цепочки. Формула изобретения Вентильный преобразователь с импульсно-фазовым регулированием для электроподвижного состава переменного тока, содержащий полууправляемые выпрямительные мосты, выходы которых предназначены для подключения к отдельным тяговым двигателям, а входы - к зажимам вторичной обмотки тягового трансформатора,параллельно которой подключен конденсатор, о тли чающийся тем, что, с целью улучшения тягово-энергетических характеристик электроподвижного состава, он снабжен демпфером, включенным последовательно с конденсатором и выполненным на параллельно включенных дросселе, двух тиристорах, соединенных встречно-параллельно, и цепи из последовательно включенных резистора и дополнительного конденсатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР № 51567, кл. В 60 L 9/12, 11.01.7 (прототип).

fff.Z О) Vr

Vf

О h

J

О

tsii

uit

f

(af

ts

s

Фаг.З