RU2721084C1 - Method of implementing recuperative braking without ballast resistors on electric locomotives of alternating current - Google Patents

Method of implementing recuperative braking without ballast resistors on electric locomotives of alternating current Download PDF

Info

Publication number
RU2721084C1
RU2721084C1 RU2019134725A RU2019134725A RU2721084C1 RU 2721084 C1 RU2721084 C1 RU 2721084C1 RU 2019134725 A RU2019134725 A RU 2019134725A RU 2019134725 A RU2019134725 A RU 2019134725A RU 2721084 C1 RU2721084 C1 RU 2721084C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inverter
generator
electric
voltage
electric locomotive
Prior art date
Application number
RU2019134725A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Валерьевич Мельниченко
Вячеслав Станиславович Томилов
Сергей Геннадьевич Шрамко
Александр Юрьевич Портной
Алексей Олегович Линьков
Татьяна Витальевна Волчек
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
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 Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2019134725A priority Critical patent/RU2721084C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2721084C1 publication Critical patent/RU2721084C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
    • H02P7/292—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using static converters, e.g. AC to DC

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, in particular to conversion equipment, and can be used on electric rolling stock, which is powered by single-phase alternating current network. Increase in power factor and return of electric energy to traction network is achieved by eliminating blocks of ballast resistors from electric locomotive power circuit. Method comprises providing static stability of recuperative braking of an electric locomotive without blocks of ballast resistors in its power circuit by imparting the required inclination to the external characteristic of the inverter, forming condition of electric stability by control of leading edge of power of fully controllable key, in the role of which IGBT-transistor, from 0 to 90 electric degrees, providing, at idle running, always lower voltage of inverter relative to generator voltage by value ΔU, and when current, including up to its nominal value, appears, inverter voltage increases due to reduction of discharge diode arm closure angle with fully controlled electronic switch, which in its operation transfers potential of electromotive force of generator to positive bus of rectifier-inverter converter, when all other arms of rectifier-inverter converter are closed.
EFFECT: increased power factor of electric locomotive and increased return of electric energy to contact network by electric locomotive in mode of recuperative braking.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от однофазной сети переменного тока.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to converting technology, and can be used on an electrically rolling composition, powered by a single-phase AC network.

Известны электровозы ВЛ80Р, 2 (3, 4) ЭС5К и др., в которых в качестве инвертора применяются тиристорные выпрямительно-инверторные преобразователи (ВИЛ), подключенные в режиме рекуперативного торможения к блокам балластных резисторов (ББР) и якорям тяговых электродвигателей (ТЭД) [1, 2]. Основным недостатками данной схемы являются низкий коэффициент мощности электровоза в режиме рекуперативного торможения (не более 65%).There are known electric locomotives VL80R, 2 (3, 4) ES5K and others, in which thyristor rectifier-inverter converters (VIL) are used as inverters, connected in regenerative braking mode to ballast resistor blocks (BBR) and traction motor anchors (TED) [ 12]. The main disadvantages of this scheme are the low power factor of the electric locomotive in regenerative braking mode (not more than 65%).

Принятый закон управления инвертором по постоянному углу запаса тиристоров 8=const вынуждает применять дополнительное активное стабилизирующее сопротивление, в роли которого на электровозах переменного тока выступают блоки балластных резисторов, наличие которых влечет за собой ряд существенных недостатков, основными из которых являются невозможность реализации полной 4 зоны регулирования напряжения ВИЛ в режиме рекуперативного торможения (тормозные характеристики ограничены на уровне 3.5 зоны, ввиду падения напряжения на ББР); снижение величины активной электроэнергии, отдаваемой электровозом в тяговую сеть, и, как следствие, снижение его коэффициента мощности.The adopted law of controlling the inverter by a constant supply angle of thyristors 8 = const forces the use of an additional active stabilizing resistance, the role of which on AC electric locomotives is played by blocks of ballast resistors, the presence of which entails a number of significant drawbacks, the main of which are the inability to implement the full 4 regulation zones VIL voltage in regenerative braking mode (braking characteristics are limited at the level of 3.5 zones, due to voltage drop on the BBR); a decrease in the amount of active electricity supplied by an electric locomotive to the traction network, and, as a result, a decrease in its power factor.

Блок балластных резисторов предназначен для обеспечения статической устойчивости режима рекуперативного торможения и выравнивания токов между параллельно включенными ТЭД, работающими в режиме генераторов. В связи с принятым законом управления инвертором электровоза δ=const внешняя характеристика инвертора имеет падающий характер, а внешняя характеристика генератора без дополнительного активного сопротивления практически прямолинейна, ввиду того, что из-за небольшого внутреннего сопротивления ТЭД падение напряжения в нем с ростом тока невелико. Причем, напряжение генератора всегда должно быть больше напряжения инвертора на некоторую величину ΔU. Для обеспечения статической устойчивости режима рекуперативного торможения, которая определяется точкой пересечения внешних характеристик генератора и инвертора, необходимо увеличивать наклон характеристики генератора путем ввода дополнительного активного сопротивления, поэтому применение ББР в силовой цепи электровоза в режиме рекуперативного торможения является вынужденной мерой при работе тиристорных ВИЛ. На сегодняшний день, в связи с развитием силовой электронники имеется возможность организовать работу режима рекуперации электровоза без блоков балластных резисторов, при этом обеспечив выполнение его функций с помощью полностью управляемых силовых полупроводниковых приборов.The block of ballast resistors is designed to provide static stability of the regenerative braking mode and equalization of currents between parallel connected TEDs operating in the generator mode. In connection with the accepted law of controlling the inverter of the electric locomotive δ = const, the external characteristic of the inverter has a falling character, and the external characteristic of the generator without additional active resistance is almost straightforward, due to the fact that due to the small internal resistance of the TED, the voltage drop in it is small with increasing current. Moreover, the voltage of the generator should always be higher than the voltage of the inverter by a certain value ΔU. To ensure the static stability of the regenerative braking mode, which is determined by the intersection point of the external characteristics of the generator and inverter, it is necessary to increase the slope of the generator characteristics by introducing additional active resistance, therefore the use of an RBD in the power circuit of an electric locomotive in the mode of regenerative braking is a necessary measure during the operation of thyristor VILs. Today, in connection with the development of power electronics, it is possible to organize the operation of the recovery mode of an electric locomotive without blocks of ballast resistors, while ensuring that its functions are performed using fully controlled power semiconductor devices.

Известен способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза и устройство для его реализации [3]. Устройство состоит из трансформатора, тиристорного выпрямительно-инверторного преобразователя, сглаживающего реактора, тягового электродвигателя, диодов, балластных резисторов, шунтирующих ключей и схемы управления ими. Способ заключается в том, что часть балластных резисторов шунтируются управляемым ключом, в роли которого выступает IGBT-транзистор, и в моменты, когда напряжение сети превышает некоторый пороговый уровень или для замыкания ключа может использоваться информация о моменте перехода напряжения сети через ноль. Данный прототип имеет ряд недостатков: блоки балластных резисторов полностью не исключаются из силовой цепи; усложняется силовая схема и схема управления электровозом, что в свою очередь негативно сказывается на надежности.A known method of increasing power factor during regenerative braking of an electric locomotive and a device for its implementation [3]. The device consists of a transformer, a thyristor rectifier-inverter converter, a smoothing reactor, a traction motor, diodes, ballast resistors, shunt keys and a control circuit for them. The method consists in the fact that part of the ballast resistors is shunted by a controlled key, which is the IGBT transistor, and at times when the voltage of the network exceeds a certain threshold level or information about the moment the network voltage passes through zero can be used to close the key. This prototype has several disadvantages: blocks of ballast resistors are not completely excluded from the power circuit; the power circuit and the electric locomotive control circuit are becoming more complicated, which in turn negatively affects reliability.

Известен многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь и способ управления преобразователем, содержащий параллельные ключевые мосты, трансформатор с одной или более вторичными обмотками, диодное плечо, образующие схему двухполупериодного мостового выпрямителя с возможностью зонно-фазового регулирования, соединенного с коллекторным тяговым электродвигателем и подключенным последовательно ТЭД блоком балластных резисторов. Каждое ключевое управляемое плечо состоит из последовательно включенных диода и управляемого электронного ключа, в качестве которого используется IBGT-транзистор (модуль) [4].A multi-zone rectifier-inverter converter and a converter control method comprising parallel key bridges, a transformer with one or more secondary windings, a diode arm forming a half-wave bridge rectifier with the possibility of zone-phase regulation connected to a collector traction electric motor and a ballast unit connected in series resistors. Each key controlled arm consists of a diode connected in series and a controlled electronic key, which is used as an IBGT transistor (module) [4].

Главным достоинством рассматриваемого ВИЛ является то, что в основе силовой схемы используются полностью управляемые силовые полупроводниковые приборы (IGBT-транзисторы), которые позволяют полностью управлять временем включения и отключения плеч ВИЛ, что в свою очередь обеспечивает больший коэффициент мощности электровоза по сравнению со штатным ВИЛ. Следует отметить, что рассматриваемая схема преобразователя и способ его управления изложены только для тягового режима электровоза.The main advantage of this AFL is that the power circuit uses fully controllable power semiconductor devices (IGBTs), which allow you to fully control the on and off times of the arms of the AFL, which in turn provides a greater power factor of the electric locomotive than the standard AFL. It should be noted that the converter circuit under consideration and its control method are described only for the traction mode of an electric locomotive.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ управления в режиме рекуперативного торможения многозонного выпрямительно-инверторного преобразователя на базе IGBT-транзисторов [5]. Достоинством наиболее близкого способа является максимальное повышение коэффициента мощности электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения за счет включения и отключения управляемых плеч ВИЛ в определенные моменты времени с целью снижения реактивной мощности, потребляемой электровозом.The closest analogue (prototype) is a control method in the regenerative braking mode of a multi-zone rectifier-inverter converter based on IGBT transistors [5]. The advantage of the closest method is the maximum increase in the power factor of an AC electric locomotive in regenerative braking mode by turning on and off the controlled arms of the AFL at certain points in time in order to reduce the reactive power consumed by the electric locomotive.

В вышеперечисленных способах можно отметить общий недостаток - это невозможность реализации рекуперативного торможения без блоков балластных резисторов. Внешние характеристики рассматриваемого преобразователя (как и штатного ВИЛ) имеют отрицательный наклон, что говорит о невозможности реализации рекуперации торможения без стабилизирующего сопротивления.In the above methods, a common drawback can be noted - the impossibility of implementing regenerative braking without blocks of ballast resistors. The external characteristics of the converter in question (as well as the standard VIL) have a negative slope, which indicates the impossibility of implementing braking recovery without stabilizing resistance.

На Фиг. 1 показаны внешние характеристики генератора с блоками балластных резисторов и без них, внешняя характеристика инвертора при законе управления ВИЛ δ=const, где Ег без ББР - электродвижущая сила (ЭДС) генератора без блоков балластных резисторов, Ег с ББР - ЭДС генератора с блоками балластных резисторов в его цепи, Еи - ЭДС инвертора электровоза.In FIG. Figure 1 shows the external characteristics of the generator with and without ballast resistor blocks, the external characteristic of the inverter with the VIL control law δ = const, where Е g without RBD is the electromotive force (EMF) of the generator without ballast resistors, Е g with BBR is the EMF of the generator with blocks ballast resistors in its circuit, E and - EMF inverter of an electric locomotive.

На Фиг. 2 показан многозонный ВИЛ переменного тока 11, который содержит несколько зон на основе параллельных ключевых мостов, соединенных с одной или более вторичными обмотками трансформатора 2, который через пантограф электровоза 1 подключен к контактной сети, а также разрядное диодное плечо 6, сглаживающий реактор 7. Может содержать несколько параллельных ветвей (от 1 до n), состоящих из коллекторного тягового электродвигателя пульсирующего тока 8, обмотки возбуждения 10, блоков балластных резисторов 9. Ключевые управляемые плечи 3 (плечи 1…8) состоят из последовательно включенного диода 5 и силового электронного ключа 4, в качестве которого используется IGBT-транзистор (модуль). Ключевые управляемые плечи образуют схему двухполупериодного мостового инвертора с возможностью зонно-фазового регулирования.In FIG. 2 shows a multi-zone VIL of an alternating current 11, which contains several zones based on parallel key bridges connected to one or more secondary windings of a transformer 2, which is connected to a contact network through a pantograph of an electric locomotive 1, as well as a discharge diode arm 6, a smoothing reactor 7. Can contain several parallel branches (from 1 to n), consisting of a collector traction motor of a pulsating current 8, field winding 10, blocks of ballast resistors 9. Key controlled arms 3 (arms 1 ... 8) consist of a diode 5 connected in series and a power electronic switch 4 , which is used as an IGBT transistor (module). Key controlled shoulders form a half-wave bridge inverter circuit with the possibility of zone-phase regulation.

На Фиг. 3а показаны напряжение первичной обмотки трансформатора и диаграмма напряжения инвертора при работе ВИЛ на базе IGBT-транзисторов и его способе управления в режиме рекуперативного торможения.In FIG. 3a shows the voltage of the primary winding of the transformer and the voltage diagram of the inverter during the operation of the VIL based on IGBT transistors and its control method in the regenerative braking mode.

На Фиг. 3б показаны напряжение первичной обмотки трансформатора и диаграмма напряжения инвертора на базе IGBT-транзисторов с предлагаемым способом регулирования угла открытия разрядного плеча в зависимости от величины тока генератора.In FIG. 3b shows the voltage of the primary winding of the transformer and the voltage diagram of the inverter based on IGBT transistors with the proposed method for regulating the opening angle of the discharge arm depending on the magnitude of the generator current.

На Фиг. 4 показаны внешние характеристики генератора и инвертора при предлагаемом способе управления. Ег - ЭДС генератора без блоков балластных резисторов, Еи - ЭДС инвертора электровоза.In FIG. 4 shows the external characteristics of the generator and inverter with the proposed control method. E g - EMF generator without blocks of ballast resistors, E and - EMF inverter of an electric locomotive.

Внешняя характеристика генератора без блоков балластных резисторов сопротивления не имеет наклона, так как без дополнительного активного сопротивления в цепи генератора падение напряжения с ростом величины токаThe external characteristic of the generator without blocks of ballast resistors does not have a slope, since without additional active resistance in the generator circuit, the voltage drops with increasing current

невелико. Регулирование угла Wwreg от 0 до

Figure 00000001
в зависимости от величины тока генератора влияет на наклон внешней характеристики инвертора. Предлагаемый способ повышения коэффициента мощности заключается в том, что при регулировании величины угла рабочей зоны разрядного плеча Ww по переднему фронту от 0 до
Figure 00000001
в зависимости от тока генератора имеется возможность влиять на положение внешней характеристики инвертора, которая при предлагаемом способе управления отвечает за устойчивость рекуперативного торможения. В точке 1 (фиг. 4) при токе генератора равном нулю Iг = 0 с целью уменьшения среднего значения напряжения инвертора для обеспечения устойчивости режима рекуперации и необходимой величины ΔU система формирует сигнал управления закрытия разрядного плеча с максимально возможной задержкой по фазе Wwreg и по мере нарастания тока генератора вплоть до номинального его значения Iг=1н время работы разрядного плеча уменьшается, тем самым обеспечивая увеличение среднего значения напряжения инвертора с увеличением тока генератора, что в свою очередь придает внешней характеристике инвертора положительный наклон и обеспечивает ее пересечение с внешней характеристикой генератора в точке номинального значения тока.not big. Angle adjustment W wreg from 0 to
Figure 00000001
depending on the magnitude of the current generator affects the slope of the external characteristics of the inverter. The proposed method of increasing the power factor is that when adjusting the angle of the working zone of the discharge arm W w along the leading edge from 0 to
Figure 00000001
depending on the current of the generator, it is possible to influence the position of the external characteristics of the inverter, which, with the proposed control method, is responsible for the stability of regenerative braking. At point 1 (Fig. 4), when the generator current is zero I g = 0 in order to reduce the average value of the inverter voltage to ensure the stability of the recovery mode and the required value ΔU, the system generates a control signal for closing the discharge arm with the maximum possible phase delay W wreg and as the generator current rises to its nominal value I g = 1 n , the operating time of the discharge arm decreases, thereby providing an increase in the average value of the inverter voltage with an increase in the generator current, which in turn gives the inverter external characteristic a positive slope and ensures its intersection with the external characteristic generator at the point of the rated current value.

Таким образом, данный способ управления преобразователем позволяет обеспечить статическую устойчивость процесса рекуперации без применения блоков балластных резисторов.Thus, this method of controlling the Converter allows you to provide static stability of the recovery process without the use of blocks of ballast resistors.

Работа предлагаемого способа отличается от прототипа следующим: алгоритмом управления разрядным диодным плечом, включенным последовательно ему полностью управляемого электронного ключа, обеспечивается статическая устойчивость режима рекуперативного торможения путем придания положительного наклона внешней характеристики инвертора, что в свою позволяет реализовать рекуперативное торможение без блоков балластных резисторов.The work of the proposed method differs from the prototype in the following way: the algorithm for controlling the discharge diode arm, connected in series to it with a fully controlled electronic key, provides static stability of the regenerative braking mode by imposing a positive slope of the external characteristic of the inverter, which in turn allows for regenerative braking without blocks of ballast resistors.

Техническим результатом является повышения коэффициента мощности электровоза в режиме рекуперативного торможения, расширение области тормозных характеристик электровоза и увеличение возврата электровозом электроэнергии в контактную сеть.The technical result is to increase the power factor of the electric locomotive in the regenerative braking mode, expand the area of braking characteristics of the electric locomotive and increase the return of electric power by the electric locomotive to the contact network.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1. Электровоз ВЛ80Р: Руководство по эксплуатации [Текст] / Под ред. Б.А. Тушканова. - М.: Транспорт, 1992. - 480 с.: ил., табл.1. Electric locomotive VL80R: Operation manual [Text] / Ed. B.A. Tushkanova. - M .: Transport, 1992. - 480 p .: ill., Tab.

2. Электровоз магистральный 2ЭС5К (3ЭС5К): Руководство по эксплуатации [Текст] / Новочеркасск: 2007. т. 1 - 635 с., т. 2 - 640 с.2. Main electric locomotive 2ES5K (3ES5K): Operation manual [Text] / Novocherkassk: 2007. t. 1 - 635 s., T. 2 - 640 s.

3. Патент РФ 2458452, МПК Н02Р. Способ повышения коэффициента мощности при рекуперативном торможении электровоза и устройство для его реализации [Текст] / Портной А.Ю., Мельниченко О.В., Шрамко С.Г.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения». - №2010125801/07; заявл. 23.06.2010; опубл. 10.08.2012, Бюл. №36. -8 с.: ил.3. RF patent 2458452, IPC Н02Р. A way to increase the power factor during regenerative braking of an electric locomotive and a device for its implementation [Text] / Portnoy A.Yu., Melnichenko OV, Shramko SG; Applicant and patent holder, Irkutsk State University of Railway Engineering. - No.2010125801 / 07; declared 06/23/2010; publ. 08/10/2012, Bull. Number 36. -8 p.: Ill.

4. Патент РФ 2498490, МПК Н02М, Н02Р, G05F, B60L. Многозонный выпрямительно-инверторный преобразователь и способ управления преобразователем [Текст] / Портной А.Ю., Мельниченко О.В., Шрамко С.Г., Полуянов А.Г.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения». - №2012114982/07; заявл. 16.04.2012; опубл. 10.11.2013, Бюл. №31. - 7 с.: ил.4. RF patent 2498490, IPC Н02М, Н02Р, G05F, B60L. Multi-zone rectifier-inverter converter and converter control method [Text] / Portnoy A.Yu., Melnichenko OV, Shramko SG, Poluyanov AG; Applicant and patent holder, Irkutsk State University of Railway Engineering. - No. 2012114982/07; declared 04/16/2012; publ. 11/10/2013, Bull. No. 31. - 7 p.: Ill.

5. Патент РФ 2573821, МПК Н02Р. Способ управления в режиме рекуперативного торможения многозонного выпрямительно-инверторного преобразователя [Текст] / Мельниченко О.В., Яговкин Д.А., Портной А.Ю., Шрамко С.Г.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный университет путей сообщения». - №2014106587/07; заявл. 20.02.2014; опубл. 27.01.2016 Бюл. №3. - 7 с.: ил.5. RF patent 2573821, IPC Н02Р. A control method in the regenerative braking mode of a multi-zone rectifier-inverter converter [Text] / Melnichenko OV, Yagovkin DA, Portnoy A.Yu., Shramko SG; Applicant and patent holder, Irkutsk State University of Railway Engineering. - No. 2014106587/07; declared 02/20/2014; publ. 01/27/2016 Bull. Number 3. - 7 p.: Ill.

Claims (1)

Способ реализации рекуперативного торможения без блоков балластных резисторов на электровозах переменного тока, который содержит несколько параллельно включенных ключевых мостов, образующих схему двухполупериодного мостового инвертора и разрядного плеча, питающихся от одной или более вторичных обмоток тягового трансформатора с возможностью зонно-фазового регулирования, состоящих из последовательно включенных полностью управляемых электронных ключей и диодов, соединенных с двумя или более параллельно включенными коллекторными электродвигателями, отличающийся тем, что обеспечивается условие электрической устойчивости под нагрузкой за счет пересечения внешних характеристик инвертора и генератора, в цепи которого отсутствуют блоки балластных резисторов, путем закрытия плеч инвертора с некоторым углом по заднему фронту полупериода напряжения, причем он является постоянным углом закрытия и может выбираться в пределах от 90 эл. град. до π, и регулирования угла закрытия разрядно-диодного плеча по переднему фронту от 0 до 90 эл. град., которое при своей работе переносит потенциал электродвижущей силы генератора на плюсовую шину инвертора, предназначенное для поддержания непрерывного протекания тока генератора, когда все остальные плеча инвертора электровоза закрыты, с целью увеличения средней величины выпрямленного напряжения, тем самым обеспечивая положительный наклон внешней характеристики инвертора, а при холостом ходе путем регулирования только угла закрытия разрядно-диодного плеча по переднему фронту для обеспечения всегда меньшего напряжения инвертора относительно напряжения генератора.A method for implementing regenerative braking without ballast resistor blocks on alternating current electric locomotives, which comprises several key bridges connected in parallel, forming a half-wave bridge inverter and a discharge arm, powered by one or more secondary windings of a traction transformer with the possibility of zone-phase regulation, consisting of series-connected fully controllable electronic switches and diodes connected to two or more parallel-connected collector motors, characterized in that the condition of electrical stability under load is ensured due to the intersection of the external characteristics of the inverter and the generator, in the circuit of which there are no ballast resistor blocks, by closing the shoulders of the inverter with some angle along the trailing edge of the voltage half-cycle, and it is a constant angle of closure and can be selected in the range of 90 el. hail. to π, and adjusting the closing angle of the discharge-diode arm along the leading edge from 0 to 90 el. grad., which during its operation transfers the potential of the electromotive force of the generator to the positive bus of the inverter, designed to maintain a continuous flow of the current of the generator when all the other shoulders of the inverter of the electric locomotive are closed, in order to increase the average value of the rectified voltage, thereby ensuring a positive slope of the external characteristic of the inverter, and at idle, by adjusting only the closing angle of the discharge-diode arm along the leading edge to always ensure a lower inverter voltage relative to the generator voltage.
RU2019134725A 2019-10-29 2019-10-29 Method of implementing recuperative braking without ballast resistors on electric locomotives of alternating current RU2721084C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134725A RU2721084C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Method of implementing recuperative braking without ballast resistors on electric locomotives of alternating current

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134725A RU2721084C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Method of implementing recuperative braking without ballast resistors on electric locomotives of alternating current

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2721084C1 true RU2721084C1 (en) 2020-05-15

Family

ID=70735516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134725A RU2721084C1 (en) 2019-10-29 2019-10-29 Method of implementing recuperative braking without ballast resistors on electric locomotives of alternating current

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2721084C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886889A (en) * 1996-09-03 1999-03-23 Gec Alsthom Transport Sa Device and method for direct current power supply to a traction system by means of converters from different alternating current or direct current voltages
EP1750363A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-07 Abb Research Ltd. Multilevel AC/DC converter for traction applications
RU2458452C2 (en) * 2010-06-23 2012-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВПО "ИрГУПС") Method to increase power ratio in recuperative braking of electric locomotive and device for its realisation
RU2498490C1 (en) * 2012-04-16 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Multizone reversible converter and method of its control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5886889A (en) * 1996-09-03 1999-03-23 Gec Alsthom Transport Sa Device and method for direct current power supply to a traction system by means of converters from different alternating current or direct current voltages
EP1750363A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-07 Abb Research Ltd. Multilevel AC/DC converter for traction applications
RU2458452C2 (en) * 2010-06-23 2012-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВПО "ИрГУПС") Method to increase power ratio in recuperative braking of electric locomotive and device for its realisation
RU2498490C1 (en) * 2012-04-16 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Multizone reversible converter and method of its control

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Sau, S. и др., Modular transformer-based regenerative-cascaded multicell converter for drives with multilevel voltage operation at both input and output sides, IEEE Transactions on Industrial Electronics July 2018, vol.65. pp.5313-23. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2686605C1 (en) Locomotive regenerative power supply system with feedback and anti-icing function and control method
RU2322749C1 (en) Method for control of multizone rectifier of single-phase alternating current
JP2007151388A (en) Power generation circuit
Gelman Insulated-gate bipolar transistor rectifiers: Why they are not used in traction power substations
RU2721084C1 (en) Method of implementing recuperative braking without ballast resistors on electric locomotives of alternating current
EP3046248B1 (en) Modular embedded multi-level converter and method of use
JP2004215356A (en) Switching power supply
RU2475374C2 (en) Method of increasing power factor in regenerative braking of ac electric locomotive and device to this end
CN110546878B (en) Traction converter of AC locomotive in traction and regenerative braking modes
RU2458452C2 (en) Method to increase power ratio in recuperative braking of electric locomotive and device for its realisation
RU2573821C2 (en) Method of control in mode of regenerative braking of multizonal rectifying and inverting converter
RU2361357C2 (en) Device for controlling asynchronous engine in vehicles
RU2689786C1 (en) Control method of multi-zone rectifier-inverter converter of single-phase alternating current
RU2557006C1 (en) Method for energy indicators improving for ac locomotives with secondary power supply source based on igbt transistors (modules) against criterion of consumption of maximum active power
RU2668571C1 (en) Multi-zone rectifier of single phase ac voltage
RU2368060C1 (en) Monophase direct current converter
RU167105U1 (en) POWER SEMICONDUCTOR RECTIFIER-INVERTER CONVERTER OF SINGLE-PHASE AC
RU206035U1 (en) PASSENGER RAILWAY POWER SUPPLY DEVICE
RU198507U1 (en) VARIABLE SPEED DRIVE
RU2724981C2 (en) Method for load balancing of traction motors of alternating current electric locomotive
RU2813219C1 (en) Rectifier converter and method for controlling rectifier converter
Drozdowski et al. Modernised DC traction substation recuperating energy of braking
RU2539323C2 (en) Phase control method of thyristor converters simultaneously operating for individual loads
RU2659799C2 (en) Traction converter of ac electrically propelled vehicles and method for control thereof
RU174075U1 (en) FREQUENCY CONVERTER