40. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Под импульсными системами управления тяговым приводом понимают такие системы управления, в которых используется один или несколько импульсных регуляторов, осуществляющих регулирование того или иного параметра (тока, напряжения, скорости и т. п.) посредством дискретного (прерывистого) изменения другого параметра.

Появление импульсных систем управления на городском электрическом транспорте явилось следствием развития силовой полупроводниковой техники.

Появились мощные кремниевые диоды и тиристоры, способные пропускать токи в несколько сотен ампер и выдерживать напряжения свыше тысячи вольт. Тиристоры и диоды, обладая малой массой и размерами, высоким коэффициентом полезного действия (малыми потерями 'энергии), большим быстродействием, обеспечили перспективу применения их на подвижном составе городского электрического транспорта, в частности, для управления тяговыми электродвигателями. Характерная нелинейность вольт-ам-перных характеристик управляемых и неуправляемых диодов (рис. 90) обусловила появление большого класса бесконтактных схем различного' рода статических преобразователей, в том числе преобразователей постоянного тока.

Как видно из рис. 90, а, если к диоду приложить обратное напряжение (плюс к катоду, минус к аноду), то через него будет протекать очень малый ток - ток утечки (участок /) и практически все напряжение будет приложено к диоду. Если же приложить к диоду прямое 'напряжение (плюс - к аноду, минус--к катоду), то через него может протекать значительно больший ток (сотни ампер). При этом падение напряжения на диоде составляет не более 1,5-2,0 В (участок 2). Из приведенной характеристики видно, что потери в диоде p=Uaia невелики: на правой ветви благодаря малому падению напряжения, на левой из-за малого значения тока утечки.

Управляемый диод (тиристор) в обратном направлении имеет аналогичную характеристику (см. рис. 90, б, участок /). Если к тиристору приложить прямое напряжение, то через него протекает малый ток утечки - участок 3-вплоть до точки А. Точке А соот-

Вольт-амперная характеристика диода (а) и тиристора (б)

Рис. 90. Вольт-амперная характеристика диода (а) и тиристора (б)

ветствует максимальное анодное напряжение 1/м, которое превышать не рекомендуется. Чтобы открыть тиристор, т. е. перейти с участка 3 на участок 2 вольт-амперной характеристики, пропускают ток управления 1упр (не более 0,4-1,0 А) от управляющего электрода У к катоду. Время включения современных тиристоров составляет в зависимости от типа от 5 до 30 мкс. После перехода на участок 2 тиристор остается в проводящем состоянии даже после прекращения тока управления.

Для обратного перехода с участка 2 на участок 3 (запирания тиристора в прямом направлении) необходимо в течение определенного времени тв (времени восстановления) обеспечить условие 1а<Ч'уд, т. е. в течение тв ток г'а, протекающий через анод тиристора, должен быть 'меньше тока удержания (для мощных тиристоров Ьуд не более 0,1-0,5 А). Время восстановления современных тири-еторов составляет от 12 до 250 мкс (необходимо отметить, что современные тиристоры, как правило, имеют тем большее рабочее напряжение, чем меньше их время восстановления).

Благодаря указанным свойствам полупроводниковых приборов построенные на их основе тиристорные регуляторы постоянного тока для подвижного состава городского электрического транспорта могут успешно решать все задачи управления тяговыми электродвигателями и поэтому тиристорное управление является одним из перспективных направлений в развитии систем управления тяговыми электродвигателями.

Замена контактно-реостатных систем управления на бесконтактные тиристорно-импульсные системы повзоляет получить важные преимущества, а именно:

применение безреостатного пуска и рекуперативного торможения во всем диапазоне рабочих скоростей подвижного состава позволяет снизить расход электроэнергии на движение на 25- 40%;

бесступенчатое регулирование тока в тяговых электродвигателях обеспечивает исключительную плавность пуска и торможения подвижного состава;

отсутствие резких колебаний тока в тяговых двигателях, а также возможность применения двигателей большей мощности позволяют увеличить динамические показатели подвижного состава: ускорение, замедление и скорость сообщения без увеличения массы двигателя;

замена контактной аппаратуры более надежными в эксплуатации бесконтактными элементами позволяет снизить затраты на текущее обслуживание электрооборудования;

уменьшение токов тяговой сети при пусках и возврат электроэнергии в сеть при рекуперативном торможении уменьшают падение напряжения в тяговой сети и, следовательно, повышают средний уровень напряжения в ней, что позволяет дополнительно увеличить скорость сообщения подвижного состава.

Недостатками тиристорного регулирования на подвижном составе городского электрического транспорта являются: большая начальная стоимость оборудования; несколько большая масса электрооборудования (на 5,0- 10%);

относительная сложность системы управления; потребность в более квалифицированном обслуживающем персонале.

Однако продолжение совершенствования тиристорной техники, конструкции и технологии изготовления новых видов электрооборудования, а также совершенствование эксплуатации подвижного состава с тиристорным управлением убеждают, что отмеченные недостатки тиристорных систем управления постоянно уменьшаются и не являются определяющими.

Электрическая схема вагона Т-3 | Электрооборудование трамваев и троллейбусов | Импульсное регулирование напряжения на тяговых двигателях при пуске

Рекомендуемый контент: