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 (RU)
PORTNOY ALEKSANDR YURYEVICH (RU)
SHRAMKO SERGEY GENNADYEVICH (RU)
LINKOV ALEKSEY OLEGOVICH (RU)
YAGOVKIN DMITRIY ANDREEVICH (RU)
Application Number:
PCT/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 (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 (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.