|
Для обеспечения требуемых динамических показателей, надежности и снижения энергопотребления на тягу в качестве основного элемента базового модуля применен тиристорный преобразователь, осуществляющий импульсное регулирование напряжения тягового электродвигателя (ТЭД) в режимах пуска и торможения.
Тиристорный преобразователь входит в состав блока силового вентильного и состоит из коммутирующих VS1, VS2 и главных VS3, VS4 тиристоров, коммутирующего конденсатора С1 и обратных диодов VD1, VD2. Вспомогательные тиристоры VS5, VS6 используются как для регулирования тока в обмотках возбуждения ТЭД в пусковом режиме (R2 - резистор ослабления поля), так и для изменения тока в тормозном резисторе R3 при частичном или полном замещении рекуперативного торможения. При раздельном поключении обмоток якоря и возбуждения ТЭД в тормозном режиме реализуется совмещенное регулирование напряжения и возбуждения. Контактор КМ5 в пусковом режиме включен постоянно, а в тормозном режиме моменты его включения или отключения определяются по соотношению напряжений на конденсаторе С2 входного фильтра и на якорях ТЭД. Диод VD3 служит для образования тормозного контура, а VD4 - для шунтирования обмоток возбуждения ТЭД.
Тиристорный преобразователь выполнен по двухфазной схеме с емкостной коммутацией и возможностью образования отключаемого от питающей сети контура перезаряда коммутирующего конденсатора током нагрузки. При сравнительном малом количестве силовых полупроводниковых приборов этот преобразователь характеризуется высоким КПД, широким диапазоном регулирования выходного напряжения, отсутствием малотехнологичных коммутирующих и перезарядных реакторов. Коммутирующие тиристоры VS1, VS2 - быстродействующие с временем выключения не более 50 мкс. Главные и вспомогательные тиристоры VS3-VS6 - низкочастотные с временем выключения до 250 мкс. При постоянной частоте регулирования выходного напряжения 400 Гц преобразователь обеспечивает стабилизацию тока ТЭД на уровне до 500 А. Регулирование напряжения тиристорным преобразователем осуществляется в две ступени. На первой ступени включение тиристоров происходит в последовательности: VS1-VS4-VS2-VS3-VS1... на второй ступени: VS1-VS3-VS2-VS4-VS1... Регулирование возбуждения ТЭД и замещающего реостатного торможения осуществляется с помощью одних и тех же вспомогательных тиристоров, включаемых и выключаемых на определенных интервалах периода работы тиристорного преобразователя.
Достоинство примененного технического решения состоит в том, что требуемое схемное время выключения тиристоров обеспечивается при максимальном коэффициенте заполнения тиристорного преобразователя, практически равном 1.
Электронный блок управления обеспечивает плавный безреостатный пуск вагона и его рекупертивное торможение во всем диапазоне скоростей движения (от 0 до 75 км/ч). Автоматизация процессов пуска и торможения осуществляется замкнутой системой автоматического регулирования, основным стабилизируемым параметром которой является ток якорей ТЭД (от 100 до 500А), измеряемый датчиком тока. Дополнительным стабилизирующим параметром системы является напряжение на конденсаторе фильтра (на уровне 720В), измеряемое датчиком напряжения. Коррекция уставки тока при торможении в зоне высоких скоростей для поддержания напряжения ТЭД на уровне 750В осуществляется в соответствии с сигналом, поступающим с датчика напряжения якорей.
В качестве заданных сигналов в блоке управления используются сигналы, поступающие от контроллера водителя и пульта управления и определяющие режимы работы тягового электропривода: пуск, выбег и торможение, направление движения, величину уставки пускового и тормозного токов.
Использование ТЭД с высоколежащими скоростными характеристиками позволяет реализовывать необходимый пусковой момент до заданной контрольной скорости движения вагона 40 км/ч и более. Целесообразность применения таких ТЭД на подвижном составе с тиристорно-импульсной системой управления (ТИСУ) связана с тем, что при импульсном регулировании отсутствуют потери в пусковых реостатах. Кроме того, в режиме рекуперативного торможения в диапазоне наиболее вероятных скоростей начала торможения (40 км/ч и ниже) и при максимальном значении тормозного момента не требуется введения в цепь ТЭД дополнительного резистора для обеспечения устойчивости этого режима и при наличии достаточно мощных потребителей реализуется наиболее полная отдача энергии.
Для ускорения процесса самовозбуждения при малых скоростях движения вагона двигатель снабжен независимой обмоткой подмагничивания, питание которой осуществляется от аккумуляторной батареи с номинальным напряжением 24 В.
Выбор режима работы ТЭД осуществляется с помощью 6 силовых контакторов: КМ1 - реверсивный; КМ2, КМ4, КМ6 - пусковые; КМ3 - тормозной; КМ5 - балластного резистора R1.
Сглаживание пульсаций тока в контактной сети обеспечивается входным LC-фильтром с индуктивностью L1 и емкостью C2, а в цепи якоря ТЭД - сглаживающим реактором L2. Индуктивность L1 является также радиореактором, уменьшающим уровень радиопомех.
Питание системы собственных нужд вагона осуществляется от низковольтного блока (статического преобразователя напряжения), работающего в буферном режиме с аккумуляторной батареей. Статический преобразователь обеспечивает гальваническую развязку высоковольтных и низковольтных цепей, а также постоянный подзаряд аккумуляторной батареи стабильным напряжением, что продлевает срок ее службы.
Общая масса унифицированного комплекта тягового электрооборудования составляет около 3600 кг.
| 
