Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
TRACTION CONVERTER OF AN ALTERNATING-CURRENT LOCOMOTIVE FOR TRACTION AND REGENERATIVE-BRAKING MODES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/226120
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to converter technology and is intended for use as a traction converter in alternating-current locomotives. The technical result is an increase in the power factor, and smooth regulation of the voltage in commutator motors in traction and regenerative-braking modes. A traction converter of a locomotive is connected to a traction transformer and comprises a controllable bridge which is connected to a section of a secondary winding of the traction transformer, and diode arms which are connectable to the remaining outputs of the secondary windings of the traction transformer via a set of contacts, forming n regulation zones. In traction mode, a commutator motor is a load; in regenerative-braking mode the commutator motor is a generator, in which power is supplied independently to an excitation winding from an excitation rectifying unit.

Inventors:
MELNICHENKO, Oleg Valeryevich (ul. Pushkina, 62a kv. 31,g. Irkuts, Irkutskaya obl. 9, 664039, RU)
PORTNOY, Aleksandr Yuryevich (ul. Litvinova, 9 kv. 11,g. Irkuts, Irkutskaya obl. 3, 664003, RU)
SHRAMKO, Sergey Gennadyevich (ul. Rozy Lyuksemburg, 130 kv. 64,Irkuts, Irkutskaya obl. 0, 664040, RU)
LINKOV, Aleksey Olegovich (ul. Pushkina, 62a kv. 40,g. Irkuts, Irkutskaya obl. 9, 664039, RU)
YAGOVKIN, Dmitriy Andreevich (ul. Klary Tsetkin, 8 kv. 28,g. Irkuts, Irkutskaya obl. 9, 664039, RU)
Application Number:
RU2018/000356
Publication Date:
December 13, 2018
Filing Date:
June 01, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
OPEN JOINT STOCK COMPANY "RUSSIAN RAILWAYS" (ul. Novaya Basmannaya, 2Moscow, 4, 107174, RU)
International Classes:
H02P7/28
Foreign References:
RU2573821C22016-01-27
RU2498490C12013-11-10
US5886889A1999-03-23
CN106385210A2017-02-08
RU2498490C12013-11-10
RU2573821C22016-01-27
Other References:
N.M. VASKOA.S. DEVYATKOVA.F. KUCHEROV ET AL.: "Electric Locomotive: Operation Manual", 1990, TRANSPORT PUBL. HOUSE, pages: 454
Attorney, Agent or Firm:
PATENT & LAW FIRM "YUS", LIMITED LIABILITY COMPANY (Prospekt Mira, 6Moscow, 129090, RU)
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

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 ЮВТ-транзисторов управляемого моста внутри каждого полупериода напряжения, последующие вторичные обмотки тягового трансформатора подключаются с помощью контакторов через диодные плечи, образуя п зон регулирования, обмотка возбуждения коллекторного двигателя имеет возможность подключения к выпрямительной установке возбуждения.

Description:
Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения

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 ЮВТ-транзисторов высокого класса.

Раскрытие изобретения

Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения, подключенный к многообмоточному тяговому транс-форматору, 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 ЮВТ-транзисторов управляемого моста внутри каждого полупериода напряжения, последующие вторичные обмотки тягового трансформатора подключаются с помощью контакторов через диодные плечи, образуя п 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, п) 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 (1 1, 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, п) путем замыкания соответствующего контактора 17...20, образуя п 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 1 1, 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 ЮВТ-транзисторах [RU 2498490 С 1, 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.