Модернизация входного модуля преобразователя электровоза переменного тока

ВВЕДЕНИЕ 7
1. ВХОДНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ И ПРИНЦИПЫ ИХ РАБОТЫ 9
1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ 9
1.2. ПРОБЛЕМЫ ПРИ ПИТАНИИ ОТ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 31
2. ВХОДНОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОВОЗА 2ЭС7 33
2.1. ЭЛЕКТРОВОЗ 2ЭС7
3. МОДЕЛЬ ВХОДНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДЛЯ ЭПС 36
3.1. ПРИМЕНЕНИЕ ЧЕТЫРЕХКВАДРАНТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 36
3.2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ ВО ВХОДНОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ 46
3.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЯГОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА 54
3.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЭЛЕМЕНТОВ ВИП 56
3.5. ВЫБОР ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ 57
3.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТНЫХ ЦЕПЕЙ ВИП 59
3.6.1. Защита от внешних перенапряжений 59
3.6.2. Защита от коммутационных перенапряжений 60
3.7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 61
3.7.1. Зависимость угла коммутации от угла регулирования 61
3.7.2. Коэффициент мощности ВИП 62
3.7.3. Внешняя характеристика 63
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ВХОДНОГО МОДУЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 65
5. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО УЛУЧШЕНИЮ УСЛОВИЙ ТРУДА НА РАБОЧЕМ МЕСТЕ МАШИНИСТА ЭЛЕКТРОВОЗА СЕРИИ 2ЭС7 74
5.1. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА УСЛОВИЯ ТРУДА РАБОТНИКОВ ЛОКОМОТИВНЫХ БРИГАД 74
5.2. РЕЗУЛЬТАТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ УСЛОВИЙ ТРУДА ЛОКОМОТИВНОЙ БРИГАДЫ 76
5.3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИИ 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 86
ЛИТЕРАТУРА 87

Весь текст будет доступен после покупки

Принимая во внимание изменение текущих тенденций развития транс-портного машиностроения для формирования комплексного подхода к раз-витию данного сектора машиностроения Минпромторг России разработал новую «Стратегию развития транспортного машиностроения Российской Федерации до 2030 года», а также план мероприятий («дорожную карту») по её выполнению. Данная Стратегия позволит обновить сеть железных до-рог Российской Федерации инновационной продукцией, способной конку-рировать с мировыми аналогами.
Стратегия развития транспортного машиностроения России до 2030 г. – совокупность целевых программ. Отдельных проектов и внеплановых ме-роприятий, обеспечивающая эффективное решение проблемы динамичного развития транспортного машиностроения на ближайшую перспективу. Стратегия направлена на выполнение мероприятий по созданию благопри-ятных условий для развития транспортного машиностроения в России. К транспортному машиностроению относится производство подвижного со-става для сети железных дорог. трамвайного движения и метрополитенов, оказание сервисных услуг. Реализация настоящей Стратегии должна обес-печить вклад транспортного машиностроения в решение следующих обще-национальных задач современного этапа экономического развития России:
- удовлетворение потребности российских предприятий железнодо-рожного транспорта в новом высокопроизводительном подвижном составе, что позволит устранить ограничения для роста экономики страны путём её транспортного обеспечения;
- повышение экономической эффективности транспортной системы за счёт увеличения количества и производительности подвижного состава.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ВХОДНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ И ПРИНЦИ-ПЫ ИХ РАБОТЫ
1.1. Общая характеристика силовых цепей преобразователей электровозов
На подвижном составе переменного тока входные преобразовате¬ли осуществляют функции выпрямления и в зависимости от типа выходного преобразователя имеют различные структуры[5]. В настоящее время в ка-честве тяговых двигателей наибольшее распространение получили коллек-торные двигатели постоянного тока на автономном тяговом подвижном со-ставе, постоянного или пульсирующего тока на линиях постоянного тока и переменного напряжением 25 кВ промышленной частоты 50 Гц (рис. 1.1).
Вследствие сложности конструкции коллекторно – щёточного узла и развития преобразовательной техники, внедрения мощных IGBT – транзи-сторов, новых конденсаторов, проводились исследования по внедрению бесколлекторных трёхфазных двигателей асинхронного или синхронного типа[1].
Первые разработки в области тягового привода асинхронного трех-фазного двигателя с использованием обычных, а затем и запираемых тири-сторов появились в начале 1970-х годов, преимущественно на базе асин-хронных тяговых двигателей (АТД) с короткозамкнутым ротором, для электроподвижного состава как постоянного, так и переменного тока[10].
При выборе того или иного варианта входного преобразователя нуж-но исходить из конкретных условий работы тягового привода с асинхрон-ными двигателями и обеспечения им необходимых технико-экономических показателей.
Для повышения энергетических показателей при сокращении зон применяют выпрямительные установки с принудительной коммутацией то-ков вентилей. При этом можно сформировать кривую потребляемого тока, близкую к синусоиде, а фазовый сдвиг между основной гармоникой тока и напряжением на входе выпрямительной установки сделать практически равным нулю[12].
Входные преобразователи ЭПС, эксплуатируемого на участках пере-менного тока, могут иметь различную структуру.
– выпрямители с естественной коммутацией тока;
– выпрямители с принудительной коммутацией тока;
– выпрямители с поэтапной принудительной коммутацией тока;
– импульсные выпрямители с регулированием выходного напря-жения (тока);
– четырёхквадрантный преобразователь.
а)

б)

Рис. 1.1 . Принципиальные схемы входных преобразователей ЭПС
переменного тока с коллекторными тяговыми двигателями

тяговый трансформатор – неуправляемый выпрямитель – фильтр (электровозы типов ВЛ60К, ВЛ80С, Т) (а);
тяговый трансформатор – управляемый выпрямитель – фильтр (элек-тровозы типов ВЛ80Р, ВЛ85, ЭП1, ЭП1М, 2ЭС5К) (б);
Наиболее широкое распространение на ЭПС переменного тока на российских железных дорогах общего пользования получили выпрямители с зонно-фазовым управлением. Входной преобразователь в этом случае представляет собой выпрямитель естественной коммутацией тока с последо-вательным или параллель¬ным соединением мостов (рис. 1.2) Так, преобра-зователь опытного электровоза SVl фирмы Stromberg при участии фирмы "Valmet") состоит из выпрямителя (рис. 1.2, а), LС- фильтра и АИН с ШИМ. Мост (V1 - V4) включен в работу постоянно, напряжение на конденсаторе фильтра поддерживается постоянным за счет фазового регулирования мо-ста 2(V5-V8).В принципе мост 1 можно было бы выполнить неуправляемым по аналогии с выпрямителем электровоза E-1200 фирмы "ВВС", но выпря-митель, примененный фирмой "Stromberg" является предпочтительней, так как в этом случае выключением моста можно исключить подпитку от трансформатора при коротком замыкании в цепи промежуточного звена или при опрокидывании АИН. В случае использования в тиристорном пре-образователе частоты ТПЧ АИН с амплитудным регулированием выходно-го напряжения выпрямитель может выполняться с плавным межступенча-тым регулированием напряжения (ВЛ-80А, ЭР-9А) для сохранения средне-взвешенного коэффициента мощности на уровне 0,8 в широком диапазоне нагрузок. При использовании для стабилизации напряжения в промежу-точном звене входного преобразователя электровоза SV1 электропривод, включающий выпрямитель с естественной коммутацией и АИН с ШИМ обеспечивает средневзвешенный коэффициент мощности на уровне 0,8. Вместе с тем в преобразователе частоты такого электропривода потери на коммутацию тока в АИН с ШИМ прямо пропорциональны количеству пе-реключений и имеют более высокий уровень по сравнению с АИН с ампли-тудным регулированием выходного напряжения. Использование зонно-фазовых выпрямителей приводит к значитель¬ному уменьшению коэффици-ента мощности, снижению выпрямленного на¬пряжения за счет индуктивных потерь и значительному мешающему вли¬янию на линии связи и устройства СЦБ. Для устранения указанных недостатков входные преобразователи оснащают устройствами при¬нудительной коммутации тиристорных плеч одного из регулируемых мостов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Автоматизированные системы управления электроподвижным составом: учебник в 3 ч., ч. 1 / Л.А. Баранов, А.Н. Савоськин, О.Е. Пудовиков и др.; под ред. Л.А. Баранова и А.Н. Савоськина. — М.: ФГБОУ УМЦ ЖДТ, 2013. - 400 с.
2. Асинхронный тяговый привод локомотивов: учеб, пособие / А.А. Андрю-щенко, Ю.В. Бабков, А.А. Зарифьян и др.; под ред. А.А. Зарифьяна. - М.: ФГБОУ УМЦ ЖДТ, 2013. - 413 с.
3. Баранов Л. А. Модели систем автоматического управления: учебник. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: МИИТ, 2008. — 552 с.
4. Браммер Ю.А., Пащук И.Н. Цифровые устройства — М.: Высшая школа, 2004. — 228 с.
5. Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины. Введение в электроме-ханику. Машины постоянного тока и трансформаторы: учебник для вузов. — СПб.: Питер, 2007. — 320 с.
6. Грищенко Л.В., Казаченко Е.В. Новые электрические машины локомотивов. - М.: ГОУ УМЦ ЖДТ, 2008. - 271 с.
7. Динамические процессы в асинхронном тяговом приводе магистральных электровозов: монография / Ю.А. Бахвалов, Г.А. Буза- ло, А.А. Зарифьян, П.Б. Петров и др.; под ред. А.А. Зарифьяна. — М.: Маршрут, 2006. — 374 с.
8. Киржнер Д.Л. Требования к новому тяговому подвижному составу / Желез-нодорожный транспорт. — 2007. — № 8.
9. Луков Н.М., Космодамианский А. С. Автоматические системы управления локомотивов. — М.: ГОУ УМЦ ЖДТ, 2007. — 429 с.

Весь текст будет доступен после покупки