Вагонів метрополітену

На рис. 3.18 наведена схема електропривода з ШІП, який вико-ристовується у вагонах 81-718 і 81-719 Харківського метрополітену. Аналогічні схеми застосовуються також у вагонах МФ-77 Паризького метрополітену та інших. Такі схеми призначені для плавного регулювання частоти обертання тягових двигунів в режимах тяги і рекуперативно-реостатного гальмування.

Схема рис. 3.18 містить джерело живлення (контактну мережу), вхідний фільтр (конденсатор C_d, дросель L_d, резистор R_d і контактор S 1), вихідний фільтр(дросель L 2), основний ШІП (тиристор VS 1 з вузлом двоступеневої примусової комутації і зворотний діод VD 3), ШІП для шунтування обмотки збудження (тиристор VS 2, резис-тори R 1, R 4, зворотний діод VD 2), ланцюг реостатного гальмування (тиристори VS 3, VS 4 і резистори R 2, R 3), перемикач тяги-гальму-вання (контактори S 2, S 3), реверсор (контактори S 4 – S 7), наван-таження (два послідовно з’єднаних тягових двигуни послідовного збудження, з яких на рис. 3.18 показаний тільки один), блок кому-таційних апаратів (автоматичні вимикачі в точках А і Б, роз'єд-нувач та запобіжник у точці В).

При пуску замикається кон-такт автоматичного вимикача в точці Б і відбувається заряд філь-трового конденсатора у контурі + и _ж – R_d – L_d – C_d – земля. Резистор R_d демпфує коливання в контурі L_dC_d, запобігаючи перенапрузі на конденсаторі, яка виникла б вна-слідок коливального характеру процесу заряду. Після пуску рези-стор R_d шунтується контактором S 1, що усуває додаткові втрати енергії від протікання робочого струму.

В режимі тяги вимкнений контактор S 3, а контактор S 2 ввімкнений. Залежно від напрямку руху ввімкнена одна з двох пар контакторів S 4, S 5 або S 6, S 7. Припустимо, що ввімкнена пара S 4, S 5. Спрощена структура такої схеми в режимі тяги показана на рис. 3.19, а. Напруга u_d заміщує заряджений фільтровий конденсатор, а пунктирний прямокутник в позначенні тиристора VS 1 враховує на-явність вузла примусової ко-мутації, внаслідок чого ти-ристор можна не тільки вві-мкнути, але й вимкнути. В режимі повного поля тиристор VS 2 вимкнено. При ввімкненні тиристора VS 1 (стан “імпульс”) струм тече по контуру u_d – Я – ОЗ – VS 1, при цьому і _з = і _я. Після вими-кання тиристора VS 1 (стан “пауза”) струми і _я та і _з протікатимуть по окремих зворотних діодах (контури Я – VD 3 і ОЗ – VD 2). Наявність окремих зворотних діодів VD 2, VD 3дозволяє в режимі ослабленого поля обійтися одноопераційним тиристором VS 2без вузла примусової комутації.

Дійсно, при вимиканні тиристора VS 1 вузлом примусової комутації струм обмотки збудження протікатиме через діод VD 2, який замикає тиристор VS 2 накоротко, що приводить до його вимикання. Таким чином, в режимі ослабленого поля тиристори VS 1 і VS 2 вимикаються одночасно, а регулювання коефіцієнта ослаблення поля відбувається зміною моменту ввімкнення VS 2.

Якщо в контактній мережі немає або недостатньо споживачів енергії, яка рекуперується, то конденсатор вхідного фільтра починає дозаряджа-тися і напруга на ньому зростає. Система керування вмикає при цьому тиристор VS 3 гальмового реостата R 3 і увесь або частина струму якоря потече при вимкненому VS 1 поконтуру +Я – VS 3 – R 3 – VS 4 – - Я. Таке комбіноване гальмування дозволяє передавати в реостат тільки ту частину енергії, яку не приймає контактна мережа.

Таким чином, перехід від режиму тяги до режиму гальмування та навпаки здійснюється за допомогою контакторів, що дозволяє обійтися тільки одним тиристором VS 1 з вузлом примусової комутації. Останній має схему, яка близька до схеми рис. 3.14.

Широтно-імпульсний перетворювач для привода магістрального електровоза

Спрощена схема тяго-вого електропривода з ШІП наведена на рис. 3.20. Вона застосовується, наприклад, для італійських електрово-зів Е632 та Е633.

На електровозі є три двигуни із загальною потуж-ністю 4900 кВт. Вони жив-ляться від контактної мере-жі з номінальною напругою 3 кВ через спільний вхідний фільтр та окремі ШІП. На рис. 3.20 показаний ШІП для живлення тільки одного двигуна, решта виконується аналогічно. ШІП має двофазну схему із спільним навантаженням, що дозволяє поліпшити гармонічний склад як вхідного струму, так і струму двигуна. Дроселі L на виході кожного з одно-фазних ШІП дозволяють обмежити зрівнювальний струм, який протікає внаслідок фазового зсуву між вихідними напругами двох перетворювачів. ШІП трьох двигунів поєднуються загальною системою керування в одну шестифазну схему, що дозволяє додатково поліпшити гармонічний склад вхідного струму та знизити масу вхідного фільтра.

В даному приводі використано незалежне збудження. Обмотки збудження трьох двигунів ОЗ1–ОЗ3 з'єднані послідовно та живляться від бортової мережі БМ. Струм збудження регулюється спеціальним широтно-імпульсним перетворювачем, який позначено на рис. 3.20 ШІПЗ.

На даному електровозі використовується тільки реостатне гальму-вання, рекуперативного немає. Гальмовий реостат R _Г підключається контак-тором S. Регулювання струму якорів при гальмуванні виконується тільки за допомогою обмоток збудження. Це спрощує схему перетворювача, але погіршує якість гальмування при малій швидкості руху. Коли буде досягнуто найбільшого струму збудження, ЕРС якоря та його струм почнуть знижуватися пропорційно швидкості, що не дозволить утримати великий гальмівний момент до повної зупинки.