Регулирование напряжения на тяговых электродвигателях в режиме тяги

Для удобства рассмотрения принципов регулирования на рисунке 1.6 при­ведена упрощенная силовая схема электровоза, где цифрами 1-8 обозначены плечи ВИП, цифрами I-III секции обмоток трансформатора. При этом секция I соответствует секциям а₁-1, а₂-3 обмоток тягового трансформатора Т1, секция II секциям 1-2, 3-4, секция Ш-секциям 2-х₁, 4-х₂.

Тиристоры ВИП открываются с помощью управляющих импульсов, вы­рабатываемых шкафом А55.

Алгоритм управления тиристорами приведены в таблице 1.2.

На первой зоне регулирования тяговые электродвигатели питаются от выпрямительных мостов, образуемых плечами 3-6, подключенными на выводы секции II обмотки трансформатора.

Тиристоры плеч 3 и 5 открываются импульсами с постоянной фазой б₀, соответствующей минимальному углу открытия, а тиристоры плеч 4 и 6 - импуль­сами с регулируемой фазой б_р. Если в один из полупериодов нагрузку взяли тири­сторы плеч 4 и 5, то в следующий полупериод при открытии тиристоров плеча 3 в момент б₀ происходит коммутация тока с тиристоров плеча 5 на тиристоры плеча 3, а энергия цепи выпрямленного тока разряжается по нулевому контуру: тирис­торы плеч 4 и 3, сглаживающий реактор, тяговый электродвигатель. При угле от­крытии б_р, тиристоров плеча 6 происходит коммутация тока с тиристоров плеча 4 на тиристоры плеча 6 и далее ток нагрузки проходит через тиристоры плеч 3 и 6.

В последующий полупериод при угле открытия б₀ тиристоров плеча 5 зак­рываются тиристоры плеча 3 и возникает нулевой контур для разряда энергии по цепи: тиристоры плеч 6 и 5, сглаживающий реактор. Таким образом, происходит чередование нулевых вентилей для различных полупериодов напряжения сети, что позволяет не усиливать по току плечи ВИП, работающие в первой зоне регу­лирования.

Чем большую часть проводящего полупериода проходит ток через тирис­торы, тем больше среднее значение выпрямленного напряжения на тяговых элек­тродвигателях.

Для реализации изложенных режимов работы ВИП в первой зоне необхо­димо на тиристоры плеча 5 в один и тот же полупериод напряжения сети подавать импульсы управления, регулируемые по фазе отр до б₀ и импульсы управления с фазой б₀.

Это объясняется тем, что тиристоры плеч 3 и 5, на которые подаются импульсы управления в начале полупериода (б₀), не удерживаются в открытом состоянии до прихода импульсов с фазой б_р на тиристоры плеч 4 и 5. Поэтому подачей дополнительных импульсов на тиристоры плеча 5 будет создана цепь тока через тиристоры плеч 4 и 5, что позволит запасти электромагнитную энергию в реакторе. В дальнейшем тиристоры плеча 5, получая импульсы управления с фазой б₀, будут удерживаться в открытом состоянии за счет разряда электромаг­нитной энергии реактора, и импульсы с фазой б_р с тиристоров плеча 5 могут быть сняты.

Во второй зоне плавным изменением фазы открытия тиристоров плеч 1 и 2 осуществляется регулирование выпрямленного напряжения от 1/4 U выпрям. ном. до 1/2 выпрям. ном.

Протекание тока в течение полупериода будет происходить следующим образом:

Вначале полупериода ток будет проходить от секции II обмотки трансфор­матора через тиристоры плеча 3, цепи тяговых электродвигателей, плечо 6. В момент открытия тиристоров плеча 1 происходит коммутация тока с тиристоров плеча 3 на тиристоры плеча 1. С этого момента тяговые электродвигатели пита­ются от секций I, II обмотки трансформатора.

 

Аналогично ток будет проходить и во второй полупериод, но в работе бу­дут участвовать тиристоры плеч 2, 4 и 5.

Для дальнейшего увеличения выпрямленного напряжения, при полностью открытых тиристорах плеч 1 и 2, нагрузка переводится с секций I, II на секцию III обмотки трансформатора.

Перевод осуществляется без потери тяги и бросков тока и происходит следующим образом:

Нагрузка с тиристоров плеч 1, 2, 5, 6 переводится на тиристоры плеч 5, 6, 7, 8 без изменения тока якоря. Это достигается подачей на блок логики аппарату­ры управления синхроимпульсов в момент времени wt =p/2. Если синхроимпульс поступает при полностью открытых тиристорах плеч 1 и 6, то за время wt =p/2=6₀ должны быть выполнены логические операции, запрещающие подачу импульсов управления в следующий полупериод на тиристоры плеч 2 и 5 и разрешающие открытие тиристоров плеч 6 и 7. Тогда под действием э.д.с. всей вторичной об­мотки трансформатора происходит коммутация тока с тиристоров плеча 1 на ти­ристоры плеча 7. Ток нагрузки проходит по цепи: тиристоры плеч 6, 7, секция III обмотки трансформатора. Тиристоры плеча 6 при таком переходе нагружены то­ком в течение периода. Это происходит один раз, и дальше тиристоры плеч 6, 7 чередуются с 5, 8, находясь под током половину периода. Если же синхроимпульс поступает при открытых тиристорах плеч 2 и 5, тогда тиристоры плеча 5 остаются в открытом состоянии еще на один полупериод, так как должны быть открыты тиристоры плеч 5 и 8 (смотри таблицу 1.2).

Дальнейшее повышение напряжения осуществляется путем подачи им­пульсов на открытие тиристоров плеч 5 и 8, 6 и 7 с углом б₀ и плавным изменени­ем угла открытия тиристоров плеч 3 и 4 от максимального значения до б₀.

При этом выпрямленное напряжение будет плавно изменяться от 1/2U выпр.ном. до 3/4U выпр.ном.

Ток по тиристорам указанных плеч в течение полупериода будет проте­кать следующим образом:

если ток протекает и начале полупериода через тиристоры плеч 5 и 8 (или 6 и 7), то с момента подачи импульса на открытие тиристоров плеча 3 (или 4) происходит коммутация тока с тиристоров плеча 5 (или 6) на тиристоры плеча 3 (или 4).

На четвертой зоне регулирования к работающим тиристорам плеча 3 и 8 и 4, 7 дополнительно подключаются тиристоры плеч 1 и 2 с углом открытия б_р. Та­ким образом, к секциям III, II обмотки трансформатора прибавляется секция I.

В момент открытия тиристоров плеч 1 и 2 с углом открытия б₀ выпрямлен­ное напряжение будет иметь наибольшее значение.

Для уменьшения напряжения последовательность переходов обратная.

Выше рассматривался упрощенный алгоритм работы тиристоров преоб­разователя для режима тяги. Этот алгоритм позволяет рассмотреть основной принцип регулирования выпрямленного напряжения.

Теперь остановимся на некоторых особенностях работы преобразова­теля с параллельным соединением мостов. Так например, на третьей зоне в ре­жиме тяги тиристоры плеч 6 и 8, 6 и 7 открываются в начале полупериода управ­ляющим импульсом с фазой б₀, а тиристоры плеч 3 и 4-импульсом с фазой б_р. Если в один из полупериодов ток тек по контуру: плечо 8, секции III и II, плечо 3, тяговые

электродвигатели, то в начале следующего полупериода управляющие импульсы с фазой б₀ подаются на тиристоры плеч 6 и 7. При этом образуются два контура коммутации тока:

1)плечи 3, 7- секции II, III;

2)плечи 6, 8-секция III.

Первой начинается коммутация в контуре, где напряжение выше, то есть в контуре 1).

Во время этой коммутации тиристоры плеча 7 открываются, а тиристоры плеча 3 закрываются. После завершения коммутации тока в контуре 1) (угол ком­мутации г'_о) начинается коммутация в контуре 2) (угол коммутации г" ₀), при кото­рой открываются тиристоры плеча р.

Поскольку коммутация тока происходят поочередно в контуре с большим напряжением в контуре с меньшим напряжением, потенциальные условия для на­чала коммутации в плечах, находящихся в контуре с меньшим напряжением, мо­гут создаваться позже воздействия на них управляющих импульсов с фазой б₀. В этом случае коммутация тока в контура с меньшим напряжением может совсем не начаться, либо не все тиристоры плеча возьмут нагрузку, что приведет к нару­шению параллельной работы тиристоров.

Чтобы исключить подобные режимы, осуществляется автоматическое сле­жение за окончанием коммутации тока в контуре с большим напряжением и управ­ляющим импульс на тиристоры малого контура подается в тот момент, когда напря­жение на обмотке трансформатора восстановится и создадутся потенциальные условия для начала коммутации тока в меньшем контуре (фаза б₀₃. на рисунке 1.7).

В конце второй, третьей и четвертой зон регулирования при подача уп­равляющих импульсов на тиристоры с углом открытия б_р вовремя коммутации тиристоров с углом открытия б₀ может возникнуть режим с нарушением парал­лельной работы тиристоров, т.е. когда часть тиристоров плеча закрыта. Это воз­можно при снятии управляющих импульсов до окончания коммутации, когда ток через отдельные тиристоры может быть меньше тока удержания вследствие рез­кого снижения напряжения обмоток трансформатора и, следовательно, анодно­го напряжения тиристоров при коммутации. С целью исключения подобных режи­мов предусмотрено автоматическое ограничение фазы импульса - б_р

Форма напряжения ВИП приведена на рисунке 1.7.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. II. Снимается напряжение с КР в момент включения тяговых двигателей.
2. V. Коллективно-договорное регулирование социально-трудовых отношений
3. Авторегулирование в режиме тяги
4. Авторегулирование в режиме электрического торможения
5. Административно – правовое регулирование в промышленном комплексе.
6. Административно-правовое регулирование государственной стандартизации.
7. Административно-правовое регулирование управление иностранными делами.
8. Административно-правовое регулирование управления внутренними делами.
9. Административно-правовое регулирование управления обороной Российской Федерации.
10. Административно-правовое регулирование учета и статистики.
11. АЗП – автомат защиты от перенапряжения.
12. Влияние режима заземления нейтрали на перенапряжения в электроэнергетических системах