RU2666363C1 - Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения - Google Patents

Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения Download PDF

Info

Publication number
RU2666363C1
RU2666363C1 RU2017120002A RU2017120002A RU2666363C1 RU 2666363 C1 RU2666363 C1 RU 2666363C1 RU 2017120002 A RU2017120002 A RU 2017120002A RU 2017120002 A RU2017120002 A RU 2017120002A RU 2666363 C1 RU2666363 C1 RU 2666363C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
traction
converter
winding
traction transformer
collector
Prior art date
Application number
RU2017120002A
Other languages
English (en)
Inventor
Олег Валерьевич Мельниченко
Александр Юрьевич Портной
Сергей Геннадьевич Шрамко
Алексей Олегович Линьков
Дмитрий Андреевич Яговкин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority to RU2017120002A priority Critical patent/RU2666363C1/ru
Priority to PCT/RU2018/000356 priority patent/WO2018226120A1/ru
Priority to EP18813381.3A priority patent/EP3637612A4/en
Priority to CN201880027455.9A priority patent/CN110546878B/zh
Application granted granted Critical
Publication of RU2666363C1 publication Critical patent/RU2666363C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC
    • H02P7/293—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC using phase control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/24—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
    • B60L9/26—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines single-phase motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования на электровозах переменного тока в качестве тягового преобразователя. Техническим результатом является повышение коэффициента мощности и обеспечение плавного регулирования напряжения на коллекторных двигателях в режимах тяги и рекуперативного торможения. Тяговый преобразователь электровоза подключен к тяговому трансформатору, содержит управляемый мост, подключенный к одной секции вторичной обмотки тягового трансформатора, диодные плечи, подключаемые к остальным выводам вторичных обмоток тягового трансформатора через набор контакторов, образуя n зон регулирования. В режиме тяги коллекторный двигатель является нагрузкой, в режиме рекуперативного торможения он является генератором, имеющим независимое питание обмотки возбуждения от выпрямительной установки возбуждения.1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и предназначено для использования на электроподвижном составе переменного тока в качестве тягового преобразователя.
Уровень техники
Известен электровоз переменного тока ВЛ80Т, ВЛ80С (Электровоз ВЛ80Т: Руководство по эксплуатации / Под. ред. Б.Р. Бондаренко, - М.: Транспорт, 1977, - 368 с.; Электровоз ВЛ80С: Руководство по эксплуатации / Н.М. Васько, А.С. Девятков, А.Ф. Кучеров и др. - 2-е изд., переработ. и доп. - М.: Транспорт, 1990, - 454 с.: 315 ил., 26 табл.), на котором в качестве тягового преобразователя применяется выпрямительная установка типа ВУК. В данной установке используются неуправляемые электрические вентили - диоды, которые соединены по известной мостовой схеме. Изменение выпрямленного напряжения на коллекторе тягового электродвигателя с целью изменения скорости движения электровоза, происходит за счет переключения главным контроллером секций вторичной обмотки тягового трансформатора. Недостатками такого электровоза являются то, что применяется ступенчатое регулирование выпрямленного напряжения, а также применение реостатного тормоза.
Известен многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь для электровозов переменного тока с коллекторными тяговыми электродвигателями (RU 2498490 С1, 10.11.2013) (прототип). Такой преобразователь состоит из плеч выполненных на базе IGBT-транзисторов и образующих схему двухполупериодного мостового выпрямителя, а также дополнительного диодного плеча, включенного параллельно цепи выпрямленного тока. Известен способ управления в режиме рекуперативного торможения многозонного выпрямительно-инверторного преобразователя (RU 2573821 С2, 27.01.2016), позволяющий обеспечить высокий коэффициент мощности в этом режиме. Основным недостатком такого преобразователя является его высокая стоимость в связи с использованием значительного количества IGBT-транзисторов высокого класса.
Раскрытие изобретения
Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения, подключенный к многообмоточному тяговому трансформатору, имеющий нагрузку в виде коллекторного двигателя, отличающийся тем, что одна обмотка тягового трансформатора подключается к управляемому мосту, выполненному на IGBT-транзисторах, предназначенному для плавного регулирования напряжения на коллекторном двигателе за счет изменения времени включения и отключения IGBT-транзисторов управляемого моста внутри каждого полупериода напряжения, последующие вторичные обмотки тягового трансформатора подключаются с помощью контакторов через диодные плечи, образуя n зон регулирования, обмотка возбуждения коллекторного двигателя имеет возможность подключения к выпрямительной установке возбуждения.
Описание чертежей
На фиг. 1 представлена принципиальная схема электровоза с предлагаемым тяговым преобразователем переменного тока собранная в режиме тяги.
Осуществление изобретения
Схема содержит: тяговый преобразователь (23), включающий в себя управляемые плечи (2…5) состоящие из IGBT-транзистора и включенного последовательно диода, подключенные к вторичной обмотке I тягового трансформатора (ТТ) (22); диодные плечи (6, 7); контакторы (15, 16); предназначенные для переключения режима работы электровоза (тяга/рекуперация); контакторы (17…20), предназначенные для подключения и отключения секций вторичных обмоток (II, III, IV, V, n) ТТ, токоприемник (пантограф) (21); якорная обмотка коллекторного тягового электродвигателя (1); блок балластных резисторов (ББР) (8); обмотка возбуждения (ОВ) (9); выпрямительная установка возбуждения (ВУВ) (10); контакторы (11, 13) для подключения ББР в режиме рекуперации; контакторы (12, 14) для переключения ОВ из режима тяги в режим рекуперации.
В режиме тяги ОВ с помощью контакторов 12, 14, подключается последовательно с обмоткой якоря 1. Контакторы 15, 16 подключают диодные плечи, 6 и 7. Плечи 2…5 подключены к вторичной обмотке I тягового трансформатора 22, увеличение напряжения на коллекторном двигателе осуществляется с помощью последовательного подключения вторичных обмоток (II, III, IV, V, n) путем замыкания соответствующего контактора 17…20, образуя n зон регулирования. Плавное регулирование напряжения подаваемого на коллекторный двигатель на первой зоне осуществляется с помощью плеч 2…5, а на высших зонах с помощью плеч 2 и 3.
В режиме рекуперативного торможения ОВ с помощью контакторов 12, 14, подключается к ВУВ (10). Контакторы 15, 16 размыкаются, с помощью контакторов 11, 13 в цепь включается ББР (8). Плечи 2…5 подключены к вторичной обмотке I тягового трансформатора 22, за счет них осуществляется плавное регулирование напряжения тягового двигателя. Контакторы 17…20 разомкнуты.
Техническим результатом является обеспечение коэффициента мощности в режимах тяги и рекуперативного торможения по значениям сопоставимым с коэффициентом мощности выпрямительно-инверторного преобразователя, выполненного на IGBT-транзисторах [RU 2498490 С1, 10.11.2013; RU 2573821 С2, 27.01.2016], и обеспечение плавного регулирования напряжения на коллекторных двигателях, а также уменьшение количества полупроводниковых приборов в схеме тягового преобразователя.

Claims (1)

  1. Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения, подключенный к многообмоточному тяговому трансформатору, имеющий нагрузку в виде коллекторного двигателя, отличающийся тем, что одна обмотка тягового трансформатора подключается к управляемому мосту, выполненному на IGBT-транзисторах, предназначенному для плавного регулирования напряжения на коллекторном двигателе за счет изменения времени включения и отключения IGBT-транзисторов управляемого моста внутри каждого полупериода напряжения, последующие вторичные обмотки тягового трансформатора подключаются с помощью контакторов через диодные плечи, образуя n зон регулирования, обмотка возбуждения коллекторного двигателя имеет возможность подключения к выпрямительной установке возбуждения.
RU2017120002A 2017-06-07 2017-06-07 Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения RU2666363C1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017120002A RU2666363C1 (ru) 2017-06-07 2017-06-07 Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения
PCT/RU2018/000356 WO2018226120A1 (ru) 2017-06-07 2018-06-01 Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения
EP18813381.3A EP3637612A4 (en) 2017-06-07 2018-06-01 ALTERNATIVE CURRENT TRACTION CONVERTER FOR AN ELECTRIC LOCOMOTIVE FOR TRACTION AND RECOVERY BRAKING MODES
CN201880027455.9A CN110546878B (zh) 2017-06-07 2018-06-01 牵引及再生制动模式的交流机车的牵引变流器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017120002A RU2666363C1 (ru) 2017-06-07 2017-06-07 Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2666363C1 true RU2666363C1 (ru) 2018-09-07

Family

ID=63460126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017120002A RU2666363C1 (ru) 2017-06-07 2017-06-07 Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3637612A4 (ru)
CN (1) CN110546878B (ru)
RU (1) RU2666363C1 (ru)
WO (1) WO2018226120A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724981C2 (ru) * 2018-12-19 2020-06-29 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ выравнивания нагрузки тяговых двигателей электровоза переменного тока

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112158083B (zh) * 2020-09-24 2022-06-14 中车株洲电力机车有限公司 一种紧急制动下机车牵引切除控制***及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886889A (en) * 1996-09-03 1999-03-23 Gec Alsthom Transport Sa Device and method for direct current power supply to a traction system by means of converters from different alternating current or direct current voltages
RU2498490C1 (ru) * 2012-04-16 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь и способ управления преобразователем
RU2573821C2 (ru) * 2014-02-20 2016-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Способ управления в режиме рекуперативного торможения многозонного выпрямительно-инверторного преобразователя

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB830603A (en) * 1955-08-21 1960-03-16 English Electric Co Ltd Improvements relating to electric rectifier circuits
GB1380147A (en) * 1972-05-09 1975-01-08 Mo I I Inzh Zheleznodorozhnogo Control systems for electrical motors
RU2458452C2 (ru) * 2010-06-23 2012-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВПО "ИрГУПС") Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза и устройство для его реализации
CN104333038B (zh) * 2014-11-05 2016-10-05 株洲时代装备技术有限责任公司 城轨供电***混合型再生能量回收方法及装置
CN106385210B (zh) * 2016-09-30 2018-12-28 株洲中车时代电气股份有限公司 基于柔***流调压的直流电力机车速度控制装置及方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886889A (en) * 1996-09-03 1999-03-23 Gec Alsthom Transport Sa Device and method for direct current power supply to a traction system by means of converters from different alternating current or direct current voltages
RU2498490C1 (ru) * 2012-04-16 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь и способ управления преобразователем
RU2573821C2 (ru) * 2014-02-20 2016-01-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Способ управления в режиме рекуперативного торможения многозонного выпрямительно-инверторного преобразователя

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2724981C2 (ru) * 2018-12-19 2020-06-29 Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" Способ выравнивания нагрузки тяговых двигателей электровоза переменного тока

Also Published As

Publication number Publication date
EP3637612A4 (en) 2020-12-23
CN110546878A (zh) 2019-12-06
WO2018226120A1 (ru) 2018-12-13
EP3637612A1 (en) 2020-04-15
CN110546878B (zh) 2023-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103368478A (zh) 用于旋转电机的控制装置
CN107306078B (zh) 电压源转换器及其控制方法
RU2013114728A (ru) Электрическое устройство энергообеспечения для приводных устройств рельсовых транспортных средств
CN111082671B (zh) 电梯***中的功率管理
JP2017225280A (ja) 電力変換システム
JP2017225279A (ja) 電力変換システム
RU2666363C1 (ru) Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения
CN101051758B (zh) 具有充电装置的地面输送机械
CN101615881B (zh) 电力***中的同步发电机的多输出电压调节
US10972015B2 (en) Method of initiating a regenerative converter and a regenerative converter
CN211151844U (zh) 电压源的转换器及轨道限制车辆
CN108076679B (zh) 用于控制有轨车辆上的线路转换器的方法
RU2741675C2 (ru) Электрическая мультисистема для рельсового транспортного средства
RU143222U1 (ru) Многодвигательный вспомогательный электропривод электроподвижного состава постоянного тока
RU2440900C1 (ru) Тяговый электропривод постоянного тока
RU2450941C1 (ru) Тяговый электропривод постоянного тока
RU2659799C2 (ru) Тяговый преобразователь электроподвижного состава переменного тока и способ его управления
RU2573821C2 (ru) Способ управления в режиме рекуперативного торможения многозонного выпрямительно-инверторного преобразователя
RU2674998C1 (ru) Электрическая передача электровоза
CN111137156A (zh) 用于车辆的整流器组件和带有这样的整流器组件的车辆
EP1446865B1 (en) Full wave dc/dc converter
RU196819U1 (ru) Устройство для регулирования скорости электроподвижного состава
RU2072926C1 (ru) Электрическая передача транспортного средства с регулируемым электродинамическим торможением
SU1265069A1 (ru) Устройство дл централизованного электроснабжени пассажирского поезда
RU2697256C1 (ru) Электровозный мостовой выпрямитель