RU2695152C2 - Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства - Google Patents

Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства Download PDF

Info

Publication number
RU2695152C2
RU2695152C2 RU2017112883A RU2017112883A RU2695152C2 RU 2695152 C2 RU2695152 C2 RU 2695152C2 RU 2017112883 A RU2017112883 A RU 2017112883A RU 2017112883 A RU2017112883 A RU 2017112883A RU 2695152 C2 RU2695152 C2 RU 2695152C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
traction
temperature
output
input
devices
Prior art date
Application number
RU2017112883A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2017112883A3 (ru
RU2017112883A (ru
Inventor
Александр Анатольевич Пугачев
Владимир Иванович Воробьев
Андрей Сергеевич Космодамианский
Николай Николаевич Стрекалов
Original Assignee
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" filed Critical ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет"
Priority to RU2017112883A priority Critical patent/RU2695152C2/ru
Publication of RU2017112883A publication Critical patent/RU2017112883A/ru
Publication of RU2017112883A3 publication Critical patent/RU2017112883A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2695152C2 publication Critical patent/RU2695152C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/30—Automatic controllers with an auxiliary heating device affecting the sensing element, e.g. for anticipating change of temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к регулированию температуры тягового преобразователя. Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства включает в себя систему охлаждения тяговой преобразовательной установки, установленной в воздуховоде, содержащей силовые полупроводниковые приборы с охладителями, вентилятор, датчики температуры силовых полупроводниковых приборов, датчик тока нагрузки тяговой преобразовательной установки, датчик температуры наружного охлаждающего воздуха, датчик подачи вентилятора, микропроцессорный контроллер и драйвер тяговой преобразовательной установки. Микропроцессорный контроллер содержит устройство выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры, устройство коррекции коэффициента передачи регулятора температуры по подаче вентилятора, содержащее математическую модель системы охлаждения тяговой преобразовательной установки, сравнивающие устройства, задающие устройства, устройство управления и задатчик частоты коммутации. Технический результат заключается в повышении надежности тяговой преобразовательной установки. 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области тяжелого машиностроения, в частности, тягового подвижного состава, на котором применяются тяговые полупроводниковые преобразовательные установки (тяговые выпрямительные установки, тяговые преобразователи частоты, тяговые инверторы и др.). Такие установки широко применяются, например, на электрическом тяговом подвижном составе (электровозы, электропоезда) переменного тока, на дизельном тяговом подвижном составе с электрическими передачами мощности переменно-постоянного и переменно-переменного тока и др.
Уровень техники
Опыт эксплуатации силовых полупроводниковых приборов (диодов, тиристоров и др.) в тяговых полупроводниковых преобразовательных установках на тяговом подвижном составе и в энергоснабжении показывает, что основные повреждения силовых полупроводниковых приборов при импульсных тепловых нагрузках обусловлены процессами термомеханического старения припоев, расстройствами контактов между силовыми полупроводниковыми приборами и охладителями, вызываемыми значительными колебаниями температуры при нерегулируемом охлаждении [1, 2]. С температурой силовых полупроводниковых приборов и тяговых полупроводниковых преобразовательных установок и характером ее изменения непосредственно связаны показатели надежности силовых полупроводниковых приборов и тяговых полупроводниковых преобразовательных установок: интенсивность отказов и циклостойкость. Оценочные расчеты показывают, что при изменении температуры силовых полупроводниковых приборов на 10°С интенсивность отказов увеличивается в среднем на 25%. При увеличении амплитуды колебаний температуры силовых полупроводниковых приборов значительно снижается циклостойкость. Расчеты показывают, что один процент уменьшения амплитуды колебаний температуры силовых полупроводниковых приборов в 5 раз более эффективная мера повышения надежности силовых полупроводниковых приборов по сравнению с таким же снижением его средней температуры.
Известно устройство для охлаждения силового полупроводникового преобразователя [3], содержащее связанный с блоком управления регулятор расхода воздуха через вентилятор, термочувствительный мост, резистивный мост, выход которого подключен к блоку управления, датчик тока силовой цепи полупроводниковых преобразователей и измерительные элементы, например логометры, при этом с целью повышения точности устройства, оно содержит источник эталонного напряжения, преобразователь мощности на датчике Холла, выход которого подключен параллельно одному из силовых вентилей полупроводникового преобразователя, обмотка электромагнита связана с датчиком тока силовой цепи, а выход подключен к первым неподвижным рамкам каждого логометра, вторые неподвижные рамки которых подключены соответственно к выходу термочувствительного моста и к источнику эталонного напряжения, подвижные рамки логометров связаны с подвижными контактами резисторов резистивного моста.
В этом устройстве используется дополнительный сигнал управления по току силовой цепи, что улучшает его работу. Однако в нем не используется второй очень важный дополнительный сигнал управления по температуре наружного охлаждающего воздуха, которая в эксплуатации изменяется в очень широком диапазоне (от - 50 до + 40°С). Это существенный недостаток этого устройства. Кроме того, устройство отличается большой сложностью и низкой надежностью. Например, подвижные трущиеся контакты резисторов резистивного моста в условиях тряски и вибрации на подвижном составе работают ненадежно, а сопротивление этих контактов меняется в процессе эксплуатации, что искажает характеристики устройства. Из-за наличия в устройстве релейного элемента, содержащего реверсивный двигатель, оно при определенных условиях может работать в релейном режиме, что приведет к колебаниям температуры со значительными амплитудами, а тем самым к уменьшению надежности силовых полупроводниковых приборов и к увеличению затрат мощности на его охлаждение [7, 8].
Известно устройство для регулирования температуры силового полупроводникового преобразователя [4], содержащее вертикально установленный воздуховод с расположенными в нем силовыми полупроводниковыми элементами с охладителями анодной и катодной сторон и магистраль, в которой установлены вентилятор и регулирующий орган, связанный через блок регулирования с датчиком температуры силового полупроводникового элемента, причем с целью повышения точности и экономичности устройства, в воздуховоде установлены вертикальные перегородки, разделяющие охладители анодной и катодной сторон силовых полупроводниковых элементов и образующие каналы, причем вход и выход каналов, в которых расположены охладители анодных сторон силовых полупроводниковых элементов, соединены с окружающей средой и с магистралью соответственно, а вход и выход каналов, в которых расположены охладители катодных сторон силовых полупроводниковых элементов, соединены с окружающей средой.
Это устройство по принципу построения управляющей части ничем не отличается от предыдущего и ему присущи все недостатки этого устройства.
Известно устройство для регулирования температуры силового полупроводникового преобразователя [5], в котором с целью повышения экономичности устройства, оно содержит трехходовые клапаны, приводы которых соединены с блоком регулирования, причем вход каждого из трехходовых клапанов соединен с выходом соответствующего канала, образованного охладителем катодной стороны силового полупроводникового преобразователя, а выходы - с окружающей средой и входом канала, образованного охладителем анодных сторон силового полупроводникового преобразователя.
Устройства [4] и [5] отличаются от устройства по [3] только аэродинамикой систем охлаждения силовых полупроводниковых приборов.
В качестве прототипа предполагаемого изобретения выбрана автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства [6], включающая в себя систему охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, установленной в воздуховоде, содержащей силовые полупроводниковые приборы с охладителями, и подключенной к источнику напряжения и нагрузке; вентилятор, установленный в нагнетательном воздуховоде, датчик температуры силового полупроводникового прибора, датчик тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, отличающаяся тем, что она содержит датчик температуры наружного охлаждающего воздуха и датчик подачи вентилятора, установленные в нагнетательном воздуховоде системы охлаждения, несколько датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов (по числу высоко нагревающихся приборов), микропроцессорный контроллер, в который входят устройство выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов; устройство коррекции коэффициента передачи регулятора температуры по подаче вентилятора, содержащее математическую модель системы охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки как объекта регулирования температуры в статике и предназначенное для автоматического изменения коэффициента передачи регулятора температуры таким образом, чтобы коэффициент передачи системы регулирования оставался бы постоянным в заданном диапазоне изменения тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, температуры наружного охлаждающего воздуха и подачи вентилятора, первое, второе и третье сравнивающие устройства; первое, второе и третье задающие устройства; причем выходные сигналы датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов подключены к входам устройства выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов, выход которого подключен к первому входу первого сравнивающего устройства, выход датчика тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки подключен к первому входу второго сравнивающего устройства, выход датчика температуры наружного охлаждающего воздуха подключен к первому входу третьего сравнивающего устройства, ко вторым входам первого, второго и третьего сравнивающих устройств подключены выходы соответственно первого, второго и третьего задающих устройств, а выходы первого, второго и третьего сравнивающих устройств подключены соответственно к первому, второму и третьему входам устройства коррекции коэффициента передачи регулятора, к четвертому его входу подключен выход датчика подачи вентилятора, а выход устройства коррекции коэффициента передачи регулятора подключен к входу управляемого привода вентилятора.
Недостатком этой автоматической системы регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства является ограниченный диапазон регулирования температуры, что обусловлено ограниченным расходом воздуха вентилятором охлаждения.
Сущность изобретения
Цель изобретения состоит в повышение надежности тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства за счет уменьшения колебаний температуры в силовых полупроводниковых приборах и увеличение диапазона ее регулирования.
Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства, включающая в себя систему охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, установленной в воздуховоде, содержащей силовые полупроводниковые приборы с охладителями, и подключенной к источнику напряжения и нагрузке; вентилятор, установленный в нагнетательном воздуховоде, несколько датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов (по числу высоко нагревающихся приборов), датчик тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, датчик температуры наружного охлаждающего воздуха и датчик подачи вентилятора, установленные в нагнетательном воздуховоде системы охлаждения, микропроцессорный контроллер, в который входят устройство выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов; устройство коррекции коэффициента передачи регулятора температуры по подаче вентилятора, содержащее математическую модель системы охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки как объекта регулирования температуры в статике и предназначенное для автоматического изменения коэффициента передачи регулятора температуры таким образом, чтобы коэффициент передачи системы регулирования оставался бы постоянным в заданном диапазоне изменения тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, температуры наружного охлаждающего воздуха и подачи вентилятора, первое, второе и третье сравнивающие устройства; первое, второе и третье задающие устройства; причем выходные сигналы датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов подключены к входам устройства выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов, выход которого подключен к первому входу первого сравнивающего устройства, выход датчика тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки подключен к первому входу второго сравнивающего устройства, выход датчика температуры наружного охлаждающего воздуха подключен к первому входу третьего сравнивающего устройства, ко вторым входам первого, второго и третьего сравнивающих устройств подключены выходы соответственно первого, второго и третьего задающих устройств, а выходы первого, второго и третьего сравнивающих устройств подключены соответственно к первому, второму и третьему входам устройства коррекции коэффициента передачи регулятора, к четвертому его входу подключен выход датчика подачи вентилятора, а выход устройства коррекции коэффициента передачи регулятора подключен к входу управляемого привода вентилятора, содержит драйвер тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, в микропроцессорный контроллер входят устройство управления, четвертое задающее устройство, четвертое сравнивающее устройство, задатчик частоты коммутации, причем к первому входу устройства управления подключен выход устройства выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов, к второму входу подключен выход первого задающего устройства, при этом выход устройства управления подключен к входу четвертого задающего устройства, выход которого подключен к входу четвертого сравнивающего устройства, выход которого подключен к входу задатчика частоты коммутации, выход которого подключен к драйверу тяговой полупроводниковой преобразовательной установки.
Изобретение поясняется фигурами:
Фиг. 1. Функциональная схема предлагаемой непрерывной автоматической системы регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства
Фиг. 2. Принципиальная блок-схема автоматической системы регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства
Функциональная схема предлагаемой непрерывной автоматической системы регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства представлена на фиг. 1. Обозначения на схеме: СО - система охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки (поз. 1); ДТ1 и ДТ2 - датчики температуры силовых полупроводниковых приборов (поз. 2 и 3); ДТП - датчик тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки (поз. 4); ДТ3 - датчик температуры наружного охлаждающего воздуха (поз. 5); ДПВ - датчик подачи воздуха вентилятором охлаждения (поз. 6); СУ1, СУ2, СУ3 - сравнивающие устройства (поз. 7, 8, 9); ЗУ1, ЗУ2, ЗУ3 - задающие устройства - задатчики заданных значений величин (поз. 10, 11, 12); УВ - устройство выбора максимального значения выходного сигнала датчика регулируемой величины (поз. 13); УК - устройство коррекции коэффициента передачи регулятора, содержащее математическую модель системы охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки (поз. 14); ВО - вентилятор охлаждения (поз. 15); ПВ - привод вентилятора (поз. 16). Дополнительно в схему введены: устройство управления УУ (поз. 17), задающее устройство ЗУ4 (поз. 18), сравнивающее устройство СУ4 (поз. 19), задатчик частоты коммутации (поз. 20), драйвер тяговой полупроводниковой преобразовательной установки (поз. 21).
Привод вентилятора ПВ и вентилятор охлаждения ВО образуют ИРУ - исполнительно-регулирующее устройство; Т11, Т12 - регулируемые величины (температуры силовых полупроводниковых приборов); I1, Т2 - основные возмущающие воздействия на систему охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки СО (ток нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки и температура наружного охлаждающего воздуха); Q, fk - регулирующие воздействия на систему охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки СО (подача воздуха вентилятором охлаждения и частота коммутации силовых полупроводниковых приборов); nв - частота вращения вала вентилятора; U1l, U12, U2 U3 - выходные сигналы датчиков; Uзj - выходные сигналы задатчиков; Uсу - выходные сигналы сравнивающих устройств; Uк - выходной сигнал устройства коррекции коэффициента передачи регулятора; U1 - выходной сигнал устройства выбора максимального значения выходного сигнала датчика регулируемой величины; η1, η2, η3, η4 - сигналы задания.
Функциональные элементы системы регулирования ДТ1, ДТ2, У В, ЗУ1, СУ1, ДПВ, УК, ПВ и ВО образуют основной регулятор температуры по отклонению регулируемой температуры от заданного значения, функциональные элементы системы регулирования ДТ1, ДТ2, УВ, ЗУ4, СУ4, ЗЧК и Др образуют дополнительный регулятор температуры по отклонению регулируемой температуры от заданного значения. Функциональные элементы системы регулирования ДТЗ, ЗУ2, СУ2, ПВ и ВО образуют регулятор по возмущению - току нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки (току статора тягового асинхронного двигателя); функциональные элементы системы регулирования ДТН, ЗУ3, СУ3, ПВ и ВО образуют регулятор по возмущению - температуре наружного охлаждающего воздуха. Основной регулятор по отклонению ДТ1, ДТ2, УВ, ЗУ1, СУ1, ДПВ, УК, ПВ и ВО вместе с СО образуют основной замкнутый контур в системе регулирования, дополнительный регулятор по отклонению ДТ1, ДТ2, УВ, ЗУ4, СУ4, ЗЧК и Др вместе с СО образует дополнительный замкнутый контур в системе регулирования; регуляторы по возмущениям образуют разомкнутые контуры.
На принципиальной блок-схеме предлагаемой автоматической системы регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства, представленной на фиг. 2, функции всех вычислительных устройств (СУ, УВ, УК, УУ), ЗУ и ЗЧК выполняет микропроцессорный контроллер МПК (поз. 22). Известно, что применение микропроцессорной техники в автоматических системах регулирования температуры открывает широкие возможности их совершенствования [8].
Предлагаемая автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства содержит следующие основные элементы (фиг. 2): тяговую полупроводниковую преобразовательную установку 23, питаемую напряжением Ud, установленную в воздуховоде 24, соединенном нагнетательным воздуховодом 25 с вентилятором охлаждения 15, датчики 2 и 3 температуры Т11 и T12 силовых полупроводниковых приборов 26 и 27 (которые представляют собой параллельно включенные биполярный транзистор с изолированным затвором и диод), тяговый асинхронный двигатель АД 28, датчик 4 тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки (ток статора тягового асинхронного двигателя АД 28), плавно управляемый привод 16 вентилятора охлаждения, питаемый напряжением U с частотой f, датчик 5 температуры Т2 наружного охлаждающего воздуха, датчик 6 подачи Q вентилятора охлаждения 15 и микропроцессорный контроллер 22.
Известно [9, 10], что потери в силовых полупроводниковых приборах (биполярные транзисторы с изолированным затвором и диоды) складывается из электрических и коммутационных потерь, которые вызывают нагрев полупроводника. Потери в транзисторах:
Figure 00000001
где fk - частота коммутации транзисторов, Евкл и Евыкл - энергия коммутационных потерь транзистора при замыкании и размыкании цепи коллектор-эмиттер соответственно.
Коммутационные потери диодов, обусловленные восстановлением обратного сопротивления:
Figure 00000002
где Евосс - энергия восстановлением обратного сопротивления диода.
Из выражений (1), (2) видно, что коммутационные потери в основном являются функцией частоты коммутации fk, следовательно, меняя частоту коммутации fk, можно менять потери и, соответственно, нагрев силовых полупроводниковых приборов.
Введение дополнительного регулятора температуры по отклонению регулируемой температуры от заданного значения за счет введения дополнительного канала регулирования по частоте коммутации fk позволяет практически безынерционно (время регулирования частоты коммутации fk определяется быстродействием микропроцессорного контроллера, которое в настоящее время составляет микросекунды) изменять величину греющих потерь и, следовательно, температуру силового полупроводникового прибора, уменьшая, тем самым, колебания температуры. Кроме этого, применение дополнительного канала регулирования по частоте коммутации fk позволяет расширить диапазон регулирования температуры за счет снижения потерь при более высоком токе нагрузки.
Для достижения технического результата в предлагаемой автоматической системе регулирования дополнительный регулятор температуры по отклонению работает одновременно с основным. Устройство управления УУ (поз. 17) анализирует максимальную температуру тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, информация о которой поступает с устройства выбора УВ (поз. 13) (сигнал U1), и сигнал Uз1 который поступает с задатчика ЗУ1 (поз. 10). Если сигнал U1 с устройства выбора УВ (поз. 13) о максимальной температуре тяговой полупроводниковой преобразовательной установки превышает задание на температуру, то устройство управления УУ (поз. 17), формирует сигнал управления η4, который является входным для дополнительного замкнутого контура в системе регулирования. В результате работы дополнительного замкнутого контура задатчик частоты коммутации ЗЧК (поз. 20) уменьшает задание Uзчк на частоту коммутации fk до тех пор, пока сигнал Ucv4 сравнивающего устройства СУ4 (поз. 19) не станет равен нулю, что будет означать соответствие сигнала U1 о максимальной температуре тяговой полупроводниковой преобразовательной установки сигналу Uз4 задатчика ЗУ4 (поз. 18) или до тех пор, пока сигнал Uзчк не достигнет минимального значения (минимальное значение должно соответствовать требованию удовлетворительного гармонического состава тока нагрузки, что, в свою очередь, зависит от параметров схемы замещения тягового асинхронного двигателя). Если сигнал U1 о максимальной температуре силовой полупроводниковой преобразовательной установки меньше задания на температуру, то устройство управления УУ (поз. 17) формирует такой сигнал управления η4, в результате которого происходит увеличение частоты коммутации fk до тех пор, пока сигнал Uзчк не достигнет своего максимального значения, которое выбирается исходя из значений времени включения и выключения силового полупроводникового прибора (максимальное значение устанавливается в соответствии с паспортными данными на силовой полупроводниковый прибор).
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предполагаемого изобретения
Предполагаемое изобретение обеспечивает получение следующего технического результата. Уменьшение колебаний температуры в силовых полупроводниковых приборах тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства и увеличение диапазона ее регулирования за счет организации дополнительного регулятора температуры по отклонению регулируемой температуры от заданного значения за счет введения дополнительного канала регулирования по частоте коммутации, что позволит обеспечить повышение надежности тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства.
Источники информации
1. Киселев И.Г., Буянов А.Б. Расчеты нагрева и охлаждения полупроводниковых преобразовательных установок железнодорожного транспорта. - С-Пб, ПГУПС-ЛИИЖТ, 2001. - 80 с.
2. Хазен М.М. Исследование и разработка системы автоматического регулирования режимов принудительного воздушного охлаждения полупроводникового преобразователя при переменных нагрузках // Совершенствование процессов теплообмена и аэродинамики электроподвижного состава // Тр. ВНИИ ж.-д. трансп. (ВНИИЖТ). - М. Транспорт, 1979. - №617. - С. 40-54.
3. А.с. SU 613306 (СССР). Устройство для охлаждения силового полупроводникового преобразователя. Кл. G05D 23/19 / М.М. Хазен, В.И. Иванов, 1978. Б.И. №24.
4. А.с. SU 985770 (СССР). Устройство для регулирования температуры силового полупроводникового преобразователя. Кл. G05D 23/19 / М.М. Хазен, Н.П, Морозова, 1982, Б.И. №48.
5. А.с. SU 1141384 (СССР). Устройство для регулирования температуры силового полупроводникового преобразователя. Кл. G05D 23/19 / М.М. Хазен, Н.П. Морозова, С.Д. Соколов и И.Г. Глухов, 1985, Б.И. №
6. Патент RU 2284049. Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства. Луков Н.М., Ромашкова О.М., Космодамианский А.С„ Алейников И.А., Стрекалов Н.Н., опубл. 20.09.2006, бюл. №26.
7. Луков Н.М. Автоматическое регулирование температуры двигателей. - М: Машиностроение, 1977, - 224 с.
8. Луков Н.М. Автоматическое регулирование температуры двигателей. - М.: Машиностроение, 1995. - 271 с.
9. Применение тяговых электроприводов с двух- и трехуровневыми автономными инверторами напряжения / А.С. Космодамианский, В.И. Воробьев, А.А. Пугачев // Наука и техника транспорта, 2013. - №1. - С. 74-83.
10. Система управления тягового электропривода с контролем температуры теплонагруженных элементов / А.С. Космодамианский, Л.М. Клячко, В.И. Воробьев, А.А. Пугачев // Электротехника. - 2014. - №8. - С. 38-43

Claims (1)

  1. Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства, включающая в себя систему охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, установленной в воздуховоде, содержащей силовые полупроводниковые приборы с охладителями и подключенной к источнику напряжения и нагрузке; вентилятор, установленный в нагнетательном воздуховоде, несколько датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов (по числу высоко нагревающихся приборов), датчик тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, датчик температуры наружного охлаждающего воздуха и датчик подачи вентилятора, установленные в нагнетательном воздуховоде системы охлаждения, микропроцессорный контроллер, в который входят устройство выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов; устройство коррекции коэффициента передачи регулятора температуры по подаче вентилятора, содержащее математическую модель системы охлаждения тяговой полупроводниковой преобразовательной установки как объекта регулирования температуры в статике и предназначенное для автоматического изменения коэффициента передачи регулятора температуры таким образом, чтобы коэффициент передачи системы регулирования оставался бы постоянным в заданном диапазоне изменения тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, температуры наружного охлаждающего воздуха и подачи вентилятора, первое, второе и третье сравнивающие устройства; первое, второе и третье задающие устройства; причем выходные сигналы датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов подключены к входам устройства выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов, выход которого подключен к первому входу первого сравнивающего устройства, выход датчика тока нагрузки тяговой полупроводниковой преобразовательной установки подключен к первому входу второго сравнивающего устройства, выход датчика температуры наружного охлаждающего воздуха подключен к первому входу третьего сравнивающего устройства, ко вторым входам первого, второго и третьего сравнивающих устройств подключены выходы соответственно первого, второго и третьего задающих устройств, а выходы первого, второго и третьего сравнивающих устройств подключены соответственно к первому, второму и третьему входам устройства коррекции коэффициента передачи регулятора, к четвертому его входу подключен выход датчика подачи вентилятора, а выход устройства коррекции коэффициента передачи регулятора подключен к входу управляемого привода вентилятора, отличающаяся тем, что она содержит драйвер тяговой полупроводниковой преобразовательной установки, в микропроцессорный контроллер входят устройство управления, четвертое задающее устройство, четвертое сравнивающее устройство, задатчик частоты коммутации, причем к первому входу устройства управления подключен выход устройства выбора максимального значения выходного сигнала датчиков температуры силовых полупроводниковых приборов, к второму входу подключен выход первого задающего устройства, при этом выход устройства управления подключен к входу четвертого задающего устройства, выход которого подключен к входу четвертого сравнивающего устройства, выход которого подключен к входу задатчика частоты коммутации, выход которого подключен к драйверу тяговой полупроводниковой преобразовательной установки.
RU2017112883A 2017-04-13 2017-04-13 Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства RU2695152C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112883A RU2695152C2 (ru) 2017-04-13 2017-04-13 Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017112883A RU2695152C2 (ru) 2017-04-13 2017-04-13 Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017112883A RU2017112883A (ru) 2018-10-15
RU2017112883A3 RU2017112883A3 (ru) 2019-04-26
RU2695152C2 true RU2695152C2 (ru) 2019-07-22

Family

ID=63863496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017112883A RU2695152C2 (ru) 2017-04-13 2017-04-13 Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2695152C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2284049C2 (ru) * 2004-10-05 2006-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный открытый технический университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации (РГОТУПС) Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства
RU2426895C1 (ru) * 2010-05-21 2011-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) Автоматический комбинированный микропроцессорный регулятор температуры энергетической установки транспортного средства
RU2478046C1 (ru) * 2011-08-01 2013-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) Устройство непрерывного температурного контроля и автоматического регулирования нагрузки силового электрооборудования электровоза
US9075420B2 (en) * 2007-03-22 2015-07-07 Baumuller Nurnberg Gmbh Temperature monitoring of power switches

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2284049C2 (ru) * 2004-10-05 2006-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный открытый технический университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации (РГОТУПС) Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства
US9075420B2 (en) * 2007-03-22 2015-07-07 Baumuller Nurnberg Gmbh Temperature monitoring of power switches
RU2426895C1 (ru) * 2010-05-21 2011-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) Автоматический комбинированный микропроцессорный регулятор температуры энергетической установки транспортного средства
RU2478046C1 (ru) * 2011-08-01 2013-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) Устройство непрерывного температурного контроля и автоматического регулирования нагрузки силового электрооборудования электровоза

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017112883A3 (ru) 2019-04-26
RU2017112883A (ru) 2018-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10924055B2 (en) Motor drive apparatus having input power supply voltage adjustment function
JP6560865B2 (ja) トランジスタの熱的にバランスした並列動作
EP3399633A1 (en) Method and apparatus for multiphase regulator with thermal adaptive phase add/drop control
JP2015126606A (ja) スイッチング制御装置
WO2015139420A1 (zh) 一种开关磁阻电机速度与加速度双闭环控制方法
CN109435680A (zh) 车辆动力系统温度控制装置及其控制方法
CN101859097B (zh) 一种基于保持型仿人pid的系统控制方法
RU2016136191A (ru) Способ эксплуатации контура циркуляции масла, в частности для транспортного средства
RU2695152C2 (ru) Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства
RU177910U1 (ru) Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства
RU2426895C1 (ru) Автоматический комбинированный микропроцессорный регулятор температуры энергетической установки транспортного средства
KR102411481B1 (ko) 청수 유량제어를 활용한 선박냉각시스템
RU2284049C2 (ru) Автоматическая система регулирования температуры тяговой полупроводниковой преобразовательной установки тягового транспортного средства
US10027244B2 (en) Active voltage regulator systems and methods
RU2645519C1 (ru) Автоматическая микропроцессорная система регулирования температуры энергетической установки транспортного средства
JP2017093202A (ja) 多相コンバータ
JP2013062971A (ja) モータ駆動装置
RU2520837C1 (ru) Способ регулирования электрической передачи тепловоза
US20150260429A1 (en) Heater comprising a co-located linear regulator and heating elements
CN109460089A (zh) 基于无源可变热阻的温度控制方法
JP2011223678A (ja) 電力変換装置
JP2009516492A (ja) 高電圧配電および高電圧送電の分野における電流変換のための装置および電力用半導体ユニットの負荷変動ストレスの低減のための方法
JP6266478B2 (ja) 電力変換装置
RU2465152C2 (ru) Система воздушного охлаждения блоков пускотормозных резисторов
US20140353979A1 (en) Method for operating a converter for a starter motor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190627