RU2475374C2 - Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока и устройство для его реализации - Google Patents
Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока и устройство для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2475374C2 RU2475374C2 RU2010144087/11A RU2010144087A RU2475374C2 RU 2475374 C2 RU2475374 C2 RU 2475374C2 RU 2010144087/11 A RU2010144087/11 A RU 2010144087/11A RU 2010144087 A RU2010144087 A RU 2010144087A RU 2475374 C2 RU2475374 C2 RU 2475374C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- excitation
- current
- rectifier
- switches
- diode
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к способу повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока и устройству для реализации способа рекуперативного торможения электровоза. Способ заключается в том, что для получения тока возбуждения коллекторных электродвигателей используется выпрямительная установка возбуждения на основе электронных ключей. Выпрямительная установка обеспечивает пульсацию тока возбуждения с фазой, близкой к пульсациям амплитуды сетевого напряжения. Ключи включаются в момент, близкий к моменту перехода напряжения через ноль, а выключаются через время, меньшее половины полупериода сетевого напряжения, но достаточное для поддержания тока в цепи возбуждения. Устройство содержит тиристорный выпрямительно-инвертирующий преобразователь, блок балластных резисторов, диоды, двигатели, выпрямительную установку возбуждения. Выпрямительная установка возбуждения состоит из двух или более электронных ключей и диода. Электронные ключи управляются схемой управления ключами. Диод включен параллельно набору обмоток возбуждения электродвигателей. Ключи включены между одной или более обмоткой возбуждения и цепью возбуждения обмотки электродвигателя. Технический результат заключается в повышении коэффициента мощности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам генерации электроэнергии, а точнее к устройствам, обеспечивающим режим рекуперативного торможения электровоза с возвратом энергии в электрическую сеть переменного тока.
Известны электровозы переменного тока ВЛ-80р, ВЛ-85, ВЛ-65, например (Б.А.Тушканов, Н.Г.Пушкарев, Л.А.Позднжова и др. Электровоз ВЛ-85. Руководство по эксплуатации. М., 1992, 480 с.), в которых применяется тиристорный выпрямительно-инверторный преобразователь, подключенный при рекуперации к блоку балластных резисторов и якорю тягового двигателя. В качестве выпрямительной установки возбуждения используется установка на основе тиристоров, что обуславливает пульсации напряжения возбуждения с фазой, сдвинутой относительно фазы напряжения сети на угол, примерно равный 90 электрическим градусам. Недостатком схемы данных электровозов является малый коэффициент мощности в режиме рекуперации (не более 65%), что обусловлено в том числе применением тиристорной выпрямительной установки возбуждения.
Известны электровозы переменного тока ЭП-1, Ермак, например (Электровоз ЭП-1. Руководство по эксплуатации, т.1, Ростов на Дону, 2006, 540 с.), являющийся наиболее близким аналогом (прототипом), отличающийся в режиме рекуперации от электровозов ВЛ-80р и ВЛ-85 тем, что в цепи якорей тяговых электродвигателей последовательно с ними включены диоды для исключения контурных токов двух тяговых электродвигателей. В качестве выпрямительной установки возбуждения используется установка на основе тиристоров, что обуславливает пульсации напряжения возбуждения с фазой, сдвинутой относительно фазы напряжения сети на угол, примерно равный 90 электрическим градусам. Недостатком схемы данных электровозов является малый коэффициент мощности в режиме рекуперации (не более 65%), что обусловлено в том числе применением тиристорной выпрямительной установки возбуждения.
Предлагаемый способ повышения коэффициента мощности заключается в том, что при использовании электронных ключей возможно изменение фазы пульсаций тока обмоток возбуждения по сравнению со случаем использования тиристорного преобразователя в выпрямительной установке возбуждения, такое, что пульсации тока возбуждения будут по фазе совпадать с фазой амплитудного напряжения в сети. При этом увеличивается ток первичной сети во время высокого амплитудного напряжения сети и, соответственно, повышается коэффициент мощности.
Предлагаемое устройство (схема электровоза в режиме рекуперации в сеть - Фиг.1 или Фиг.2) состоит из тиристорного выпрямительно-инвертирующего преобразователя 2, запитанного от трансформатора напряжения 1, блока балластных резисторов 3, состоящих из резисторов 4, диодов 5, двигателей 6, включающих в себя обмотку возбуждения 7 и якорь 8, сглаживающего реактора (дросселя) 9, выпрямительной установки возбуждения 11, включающей ключи 12 и шунтирующий диод 13 схемы управления ключами 10. Трансформатор 1 подключен к сети переменного тока через токоприемник (пантограф) 14. Схемы, изображенные на Фиг.1 и Фиг.2, отличаются количеством выводов обмотки возбуждения и количеством используемых электронных ключей.
Для получения тока возбуждения используется выпрямительная установка возбуждения, состоящая из двух или более электронных ключей, управляемых схемой управления ключами, и диода, причем диод включен параллельно набору обмоток возбуждения электродвигателей, а ключи включены между одной или более обмоткой возбуждения и цепью возбуждения обмотки электродвигателя.
На Фиг.3 показаны временные диаграммы сетевого напряжения Uсети, тока возбуждения Iвув и тока сети I сети в режиме рекуперации, который реализуется в штатной схеме описанных выше электровозов ВЛ-80р, ВЛ-85, ВЛ-65, ЭП-1 с тиристорной выпрямительной установкой возбуждения, тока возбуждения Uвув и тока сети I сети (предл. вариант) при использовании предлагаемой выпрямительной установки возбуждения с электронными ключами, напряжения управления ключами Uупр.кл.(1=замк., 0=разомк.).
Работа штатной схемы электровозов ВЛ-80р, ВЛ-85, ВЛ-65, ЭП-1 без шунтирования части балластных резисторов заключается в следующем (Фиг.1, Фиг.3): выпрямительная установка возбуждения подает на обмотку возбуждения тяговых электродвигателей пульсирующий ток, причем из-за использования тиристоров (работающих от момента их включения и до перехода напряжения через ноль) и индуктивности обмоток возбуждения фаза пульсаций этого тока сдвинута относительно фазы амплитуды сетевого напряжения на угол, близкий к 90 электрическим градусам, что является одним из факторов малого коэффициента мощности. При постоянной скорости вращения двигателей и постоянном токе обмотки возбуждения цепь якоря тягового электродвигателя представляет собой генератор также пульсирующего напряжения с фазой, сдвинутой от напряжения сети на угол, близкий к 90 электрическим градусам. Напряжение подается через диод и балластный резистор блока балластных резисторов, сглаживающий реактор, на тиристорный выпрямительно-инвертирующий преобразователь. Диоды предназначены для исключения контурных токов двух тяговых электродвигателей, балластные резисторы - для ограничения тока в режиме рекуперации. Особенностью работы тиристорного выпрямительно-инвертирующего преобразователя в режиме инвертирования является то, что переключение тока сети должно осуществляться за некоторое время до перехода напряжения через ноль (Фиг.3), что также приводит к малому коэффициенту мощности в режиме рекуперации (не более 65% для электровозов ВЛ-80р, ВЛ-85, ВЛ-65, ЭП-1) и, соответственно, малому КПД.
Работа предлагаемой схемы отличается от работы штатной схемы электровозов ВЛ-80р, ВЛ-85, ВЛ-65, ЭП-1 следующим: схема управления ключами анализирует напряжение сети и в моменты после перехода напряжения через ноль включает ключи. Через некоторое время, достаточное для поддержания тока, но меньшее половины полупериода сетевого напряжения, схема управления выключает ключи. В результате обеспечиваются пульсации тока возбуждения с фазой, близкой к фазе пульсаций амплитуды сетевого напряжения. Это приводит к увеличению коэффициента мощности и КПД.
В качестве ключей могут быть применены IGBT транзисторы (транзисторные модули) либо модули на полевых транзисторах.
Техническим результатом является повышение коэффициента мощности в режиме рекуперативного торможения и повышение КПД преобразователя.
Список источников
1. Б.А.Тушканов, Н.Г.Пушкарев, Л.А.Позднякова и др. Электровоз ВЛ-85. Руководство по эксплуатации. М., 1992, 480 с.
2. Электровоз ЭП-1. Руководство по эксплуатации, т.1., Ростов на Дону, 2006, 540 с.
Claims (3)
1. Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока, отличающийся тем, что для получения тока возбуждения коллекторных электродвигателей используется выпрямительная установка возбуждения на основе электронных ключей, обеспечивающая пульсации тока возбуждения с фазой, близкой к пульсациям амплитуды сетевого напряжения, для чего ключи включаются в момент, близкий к моменту перехода напряжения через ноль, а выключаются через время, меньшее половины полупериода сетевого напряжения, но достаточное для поддержания тока в цепи возбуждения.
2. Устройство для реализации способа повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока по п.1, состоящее из тиристорного выпрямительно-инвертирующего преобразователя, запитанного от трансформатора напряжения, блока балластных резисторов, диодов, двигателей, включающих в себя обмотку возбуждения и якорь, сглаживающего реактора, выпрямительной установки возбуждения, включающей ключи и шунтирующий диод, схемы управления ключами, токоприемника, отличающееся тем, что для получения тока возбуждения используется выпрямительная установка возбуждения, состоящая из двух или более электронных ключей, управляемых схемой управления ключами и диода, причем диод включен параллельно набору обмоток возбуждения электродвигателей, а ключи включены между одной или более обмоткой возбуждения и цепью возбуждения обмотки электродвигателя.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве ключей используются IGBT транзисторные модули.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010144087/11A RU2475374C2 (ru) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока и устройство для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010144087/11A RU2475374C2 (ru) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока и устройство для его реализации |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010144087A RU2010144087A (ru) | 2012-05-10 |
RU2475374C2 true RU2475374C2 (ru) | 2013-02-20 |
Family
ID=46311778
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010144087/11A RU2475374C2 (ru) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока и устройство для его реализации |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2475374C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2565634C1 (ru) * | 2014-10-24 | 2015-10-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ защиты выпрямительной установки возбуждения электровоза на igbt модуле от коммутационных перенапряжений и выпрямительная установка возбуждения |
RU2565633C1 (ru) * | 2014-10-24 | 2015-10-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Выпрямительная установка возбуждения электровоза на igbt модуле со способом защиты от коммутационных перенапряжений |
RU2725649C2 (ru) * | 2018-07-25 | 2020-07-03 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" | Способ управления рекуперативным торможением железнодорожного электроподвижного состава с входным однофазным широтно-импульсным преобразователем напряжения |
RU2735290C2 (ru) * | 2018-12-13 | 2020-10-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Транспортные прогрессивные технологии" | Силовая выпрямительная установка возбуждения однофазного переменного тока для электрического транспорта и способ её управления |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5743579A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-11 | Tsunetaro Nakano | Regenerative braking device for electrically-driven railroad car |
JPS57106305A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-02 | Fuji Electric Co Ltd | Protective system at time of alternating current electric vehicle regenerative operation |
RU2370381C1 (ru) * | 2008-02-28 | 2009-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) | Способ повышения энергетических показателей режима рекуперативного торможения электровозов переменного тока |
RU2384424C2 (ru) * | 2007-12-26 | 2010-03-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Тяговый привод |
-
2010
- 2010-10-27 RU RU2010144087/11A patent/RU2475374C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5743579A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-11 | Tsunetaro Nakano | Regenerative braking device for electrically-driven railroad car |
JPS57106305A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-02 | Fuji Electric Co Ltd | Protective system at time of alternating current electric vehicle regenerative operation |
RU2384424C2 (ru) * | 2007-12-26 | 2010-03-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Тяговый привод |
RU2370381C1 (ru) * | 2008-02-28 | 2009-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) | Способ повышения энергетических показателей режима рекуперативного торможения электровозов переменного тока |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2565634C1 (ru) * | 2014-10-24 | 2015-10-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Способ защиты выпрямительной установки возбуждения электровоза на igbt модуле от коммутационных перенапряжений и выпрямительная установка возбуждения |
RU2565633C1 (ru) * | 2014-10-24 | 2015-10-20 | Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги" | Выпрямительная установка возбуждения электровоза на igbt модуле со способом защиты от коммутационных перенапряжений |
RU2725649C2 (ru) * | 2018-07-25 | 2020-07-03 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" | Способ управления рекуперативным торможением железнодорожного электроподвижного состава с входным однофазным широтно-импульсным преобразователем напряжения |
RU2735290C2 (ru) * | 2018-12-13 | 2020-10-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Транспортные прогрессивные технологии" | Силовая выпрямительная установка возбуждения однофазного переменного тока для электрического транспорта и способ её управления |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010144087A (ru) | 2012-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4221207B2 (ja) | 回路装置 | |
US10434882B2 (en) | Track-bound vehicle converter | |
AU2010353929B2 (en) | Converting device of electrical energy | |
RU2498490C1 (ru) | Многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь и способ управления преобразователем | |
WO2009115018A1 (zh) | 电能回馈装置 | |
RU2475374C2 (ru) | Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза переменного тока и устройство для его реализации | |
CN101527517A (zh) | 具有直流励磁调节和电压频率变换的双级式矩阵变换器 | |
RU2458452C2 (ru) | Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза и устройство для его реализации | |
RU2556236C1 (ru) | Преобразовательный комплекс электроснабжения собственных нужд тепловоза | |
CN103754119A (zh) | 一种交直电力机车制动装置 | |
RU2606406C1 (ru) | Тяговый электропривод постоянного тока | |
RU2361357C2 (ru) | Устройство для управления асинхронным электродвигателем транспортного средства | |
CN109412469B (zh) | 牵引变流系统主电路、控制方法及其系统 | |
RU2534749C1 (ru) | Обратимый преобразователь частоты | |
RU2573821C2 (ru) | Способ управления в режиме рекуперативного торможения многозонного выпрямительно-инверторного преобразователя | |
RU2726846C1 (ru) | Устройство управления асинхронным тяговым приводом | |
RU2813219C1 (ru) | Выпрямительный преобразователь и способ управления выпрямительным преобразователем | |
RU148288U1 (ru) | Высоковольтный преобразователь частоты большой мощности с активными выпрямителями | |
RU167105U1 (ru) | Силовой полупроводниковый выпрямительно-инверторный преобразователь однофазного переменного тока | |
RU2797038C1 (ru) | Регулятор тока возбуждения генератора транспортного средства | |
CN104709101B (zh) | 驱动装置及车辆 | |
RU2281599C2 (ru) | Полупроводниковый преобразователь транспортного средства с питанием от сети переменного тока | |
RU2724981C2 (ru) | Способ выравнивания нагрузки тяговых двигателей электровоза переменного тока | |
Drozdowski et al. | Modernised DC traction substation recuperating energy of braking | |
RU198507U1 (ru) | Вариатор |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131028 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150427 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161028 |