Выпрямительно-инверторный преобразователь электроподвижного состава

.801216040 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ВСЕСО 3 иф,ф АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ неров железно- Г. Семкин(71) Омский институт инжедорожного транспорта(54) (57) ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО СОСТАВА, содержащийпервый и второй тиристорные мосты, подключенные одними диагоналями к шунтированной конденсатором вторичной обмотке тягового трансформатора, а другими - к со 9 4 В 60 1. 9 2, Н 02 М 7 155 ответствующим тяговым двигателям, и узел искусственной коммутации, выполненный на конденсаторах и тиристорах, отличшощийся тем, что, с целью повышения экономичности, узел искусственной коммутации снабжен симистором и резистором, соединенными в последовательную цепь, подключенную параллельно двум последовательно соединенным конденсаторам, точка соединения которых подключена к одному из выводов вторичной обмотки тягового трансформатора, при этом тиристоры узла искусственной коммутации соединены в мост, одна диагональ которого подключена к анодной и катодной группам тиристоров первого и второго моста, а другая - к цепи из указанных симистора и резистора,ФИзобретение относится к транспорту, в частности к тиристорным преобразователям напряжения тяговых двигателей транспортных средств, и может быть применено на электроподвижном составе переменно-постоянного тока с рекуперативным торможением.Цель изобретения - повышение экономичности.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого выпрями. тельно-инверторного преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы токов и напряжений в элементах преобразователя,Преобразователь состоит из тиристорных мостов на тиристорах 1 - 4 и 5 - 8, в одни диагонали которых включены тяговые двигатели 9 и 10, а в другие диагонали вторичная обмотка тягового трансформатора 11, шунтированная конденсатором 12. Узел искусственной коммутации выполнен на тиристорах 13 - 16, соединенных в мост двух конденсаторах 17 и 18, симисторе 19 и резисторе 20. Конденсаторы 17 и 18 соединены последовательно и общей точкой подключены к одному из выводов вторичной обмотки тягового трансформатора 11. Симистор 19 и резистор 20 соединены последовательно и вместе с цепью из конденсаторов 17 и 18 включены в диагональ моста коммутирующих тиристоров 13 - 16. Другая диагональ указанного моста подключена к анодной и катодной группам первого и второго моста.На временных диаграммах (фиг, 2) представлены кривые а, б - напряжение и ток вторичной обмотки трансформатора 11; в, г - напряжение на конденсаторах 17 и 18; д, е - ток конденсаторов 17 и 18.Устройство работает следующим образом.Интервал времени 1 соответствует паузе, когда ток нагрузки не протекает по обмотке трансформатора 11, а замыкается через тиристоры 2, 4 и 6, 8 первого и второго мостов. Этот интервал завершается подачей импульсов управления тиристорам 5, 7 и 15, при этом тиристор 6 запирается естественным образом, в контуре конденсатор 12 - обмотка трансформатора 11 начинается колебательный процесс. За время 1 конденсатор 17 разряжается до нуля на нагрузку (двигатель 10), после чего тиристоры 7 и 15 закрываются. Колебательный процесс в конденсаторе 12 за время Ь+ +з приводит к возрастанию тока обмотки трансформатора 11 до величины тока нагрузки, т.е. до тока двух двигателей 9 и 10.В этот момент отпирают тиристор 1, а тиристор 2 запирается естественным образом, колебательный процесс в конденсаторе 12 прекращается и начинается период выпрямления. Изменением фазы подачи первых импульсов регулируется среднее значение выпрямленного напряжения на двигателях 9 и 10.Период выпрямления 4+1 заканчивается принудительным запиранием тиристора 5В интервале времени 1 открывается симистор 19, происходит выравнивание напряжений конденсаторов 17 и 18. По достижению равенства напряжений симистор 19 закрывается естественным образом. В результате уровень напряжения на конденсаторах 17 и 18 снижается по сравнению с 40 периодом 1. Это позволяет уменьшить величину перенапряжения, возникающего при запирании тиристора 5. Для его запирания подаются импульсы на тиристоры 15 и 16. При этом в контуре тиристоры 15 и 16 - конденсаторы 17 и 18 - обмот ка трансформатора 11 - тиристор 8 - двигатель 1 О действует суммарное напряжение, способствующее запиранию тиристора 5 и отпиранию тиристоров 15 и 16. Поэтому ток нагрузки мгновенно коммутирует из тиристора 5 в тиристоры 15 и 16 и конденсаторы 17 и 18, работающие параллельно. По мере разряда коммутирующих конденсаторов 17 и 18 током нагрузки двигателя 1 О напряжение на них уменьшается, однако на тиристоре 5 сохраняется обратное напря жение в течение времени достаточном длявосстановления его запирающих свойств.Протекание тока нагрузки через конденсаторы 17 и 18 приводит к изменению полярности на них и к моменту оконча 5 10 15 20 25 30 в момент времени 16 посредством отпирания тиристоров 15, 16 и 6. После переключения тока нагрузки в цепь тиристоров 6 и 8 начинается колебательный процесс в конденсаторе 12, который за время 7 приводит к снижению тока в обмотке трансформатора 11 до относительно небольшой величины тока конденсатора 12. Тиристор 1 закрывается, а тиристор 2 отпирается управляющим импульсом. Начинается интервал времени, соответствующий паузе 1. Колебательные процессы в периоды коммутаций 1+з и 7 сопровождаются наложением полупериода собственных колебаний в контуре вторичной обмотки трансформатора1 и конденсатора 12 на кривую напряжения трансформатора 11.Разряд конденсатора 17 (18) при подключении нагрузки к трансформатору 11 и гашения тиристоров 3 и 5 обеспечиваются узлом искусственной коммутации. Перед отпиранием тиристоров 5 и 15 конденсаторы 17 и 18 заряжены до одинакового уровня напряжения и на общей точке имеют положительный потенциал. При отпирании этих тиристоров в контуре конденсатор 1 - тирис тор 15 - двигатель 1 О - тиристор 7 течет ток разяда конденсатора 17, что способствует запиранию тиристора 6 и уменьшает величину провала в кривой напряжения вторичной обмотки трансформатора 11, После разряда конденсатора 17 до нуля смены полярности на нем не происходит, так как открыт тиристор 5. При этом тиристоры 7 и 15 закрываются естественнымобразом, период 1 коммутации тиристора 5завершается.,1216040 величина перенапряжений, возникающих при гашении тиристоров и улучшается использование коммутирующих конденсаторов.Таким образом, в предлагаемом преобразователе улучшается форма кривой напряжения трансформатора 11, снижается установленная мощность коммутирующих конденсаторов, исключаются коммутирующие дроссели, что позволяет уменьшить аппаратурные затраты на преобразователь на 10 - 12 оГ С 77 э18 а Со Техставитель Н. Лыся ед И. Верес ж 648 рственного коми зобретений и о Ж - 35, Раушскаяета СССРкрытийнаб., д. 4/5л, Проектная,ния периода времени 16 напряжение достигает своего исходного значения, но с обратным знаком. Коммутирующий узел готов к следующему циклу работы в следующем полупериоде напряжения сети.Как видно из работы преобразователя время разряда конденсатора 17 и период приложения обратного напряжения к запираемым тиристорам постоянны при любых нагрузках (токах двигателей 9 и 10), За счет разряда конденсатора 17 снижается ковКорректор А. ЗнмокосовПодписноет