 |
Конструкция и принцип действия.
|
|
|
|
Конструкция и принцип действия.
Выпрямительная установка возбуждения представляет собой двухполупериодный управляемый тиристорный выпрямитель, собранный по схеме с нулевой точкой. Каждое плечо выпрямителя состоит из трех тиристоров, включенных параллельно. Для выравнивания токов между параллельно включенными тиристорами установлены индуктивные делители. Схемой предусмотрена защита тиристоров от перенапряжения и помех. Импульсы управления на управляющие переходы силовых тиристоров поступают через усилитель-формирователь импульсов, представляющий собой два однотипных блокинг-генератора. Питание усилителей-формирователей импульсов осуществляется от цепей управления электровозом с номинальным напряжением 50 В через общий LС-фильтр. На лицевой стороне размещены съемные блоки тиристоров 1 и 2. Справа и слева от блоков тиристоров находятся панели с предохранителями 3, за ними на боковых панелях каркаса установлены индуктивные делители 4. Справа на вертикальных стойках каркаса закреплена панель управления 5, с которой через зажимы контактные 6 импульсы управления подаются на силовые тиристоры 7. Охладители 8 силовых тиристоров расположены в воздуховоде и охлаждаются нагнетаемым воздухом. Подсоединение ВУВ-24 к силовым цепям осуществляется шинами 9; 10; 11. Напряжение питания цепей управления и сигналы управления подаются через контактные зажимы 12.
Блок выпрямительной установки возбуждения ВУВ-24
1; 2 - съемные блоки тиристоров;
3 - предохранители (FU);
4 - индуктивные делители;
5 - панель управления;
6 - зажимы контактные;
7 - тиристоры;
8 - охладители силовых тиристоров;
9; 10; 11 - шины;
12 - зажимы контактные
|
|
|
Преобразователь выпрямительно-инверторный ВИП-4000М-УХЛ2, ВИП-4000Р-0-У1, ВИУ-40ООМ-УХЛ2.
Выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП) (в схемеU1, U2) предназначен для выпрямления однофазного переменного тока частотой 50 Гц в постоянный и плавного регулирования напряжения питания тяговых двигателей в режиме тяги и для преобразования постоянного тока в однофазный, переменный, частотой 50 Гц и плавного регулирования величины противо-ЭДС инвертора в режиме рекуперативного торможения. 
Рисунок. Функциональная схема ВИП
Нагрузкой ВИП являются тяговые двигатели и сглаживающий реактор.
Технические характеристики
Параметры импульсов управления на выходах блоков управления БС(ШС)*
амплитуда напряжения основного импульса, В 10(12)
амплитуда напряжения форсажного импульса, В 20(35)
длительность импульсов по основанию, мкс 850
Параметры импульсов на резисторах 4, 7 Ом в цепях
управления силовых тиристоров:
амплитуда напряжения основного импульса, В 7(6)
Коэффициент полезного действия в номинальном
режиме, %, не менее 98, 6
Охлаждение воздушное, принудительное
Силовая часть ВИП содержит восемь плеч. Каждое плечо состоит из четырех параллельно и двух последовательно соединенных тиристоров. Плечи укомплектованы тиристорами Т353-800.
Силовая схема ВИП позволяет реализовать четыре зоны регулирования выпрямленного напряжения при трех секциях вторичной обмотки трансформатора. Величины внутризонного регулирования напряжения показаны в таблице 1.
На электровозе устанавливается два преобразователя. Каждый ВИП подключен к двум ТЭД. ВИП состоит из трех блоков: шкафа силового БС, блока питания БП и блока диагностики БД. Конструктивно каждый ВИП выполнен в виде прямоугольного шкафа из металлического каркаса с изоляционными панелями, на которых размещены элементы силового блока, блока питания и блока диагностики. Силовой блок содержит 8 плеч. На лицевой стороне, где крепится заводской щиток, расположены элементы плеч 1, 3, 5, 7, на обратной стороне - плеч 5, 6, 7, 8. Плечи укомплектованы тиристорами Т353-800. В каждом плече установлено по два последовательно соединенных тиристора. Каждый силовой тиристор устанавливается на изоляционной панели вместе со вспомогательным оборудованием для улучшения его работы.
|
|
|
Блок силовой.
В БС блоки тиристоров расположены по высоте по четыре, а по горизонтали - по восемь штук. Панели силовых тиристоров образуют канал для прохода охлаждающего воздуха. В верхней и нижней части БС с лицевой и обратной сторон расположены делители тока, которые конструктивно собраны на изоляционных панелях и закреплены к каркасу через изоляторы. По торцам БС закреплены четыре блока управления (БУ). В верхней части каркаса имеются клеммные блоки для подключения блока питания и системы управления электровоза, разъем для подключения блока диагностики. Шины переменного тока расположены по углам с обратной стороны, шины постоянного тока - в нижней части с лицевой и обратной сторон. В верхней части каркаса расположены болты заземления. Для погрузки и транспортирования БС имеет грузовые скобы. На ЭС5К с поосным регулированием тяги в силовом блоке установлены 2 силовых канала. К каждому каналу подключается один ТЭД.
Система формирования импульсов (СФИ) служит для включения тиристоров силовой схемы ВИП. СФИ состоит из четырех блоков управления (БУ) и блока питания (БП). Блоки управления формируют импульсы управления тиристоров. Один БУ служит для включения тиристоров двух плеч БС.
БП обеспечивает питанием блоки управления СФИ. БП питается от обмотки собственных нужд тягового трансформатора электровоза.
БП представляет собой транзисторный стабилизатор напряжения с параллельным регулирующим элементом, стабилизатор позволяет с заданной точностью поддерживать постоянное напряжение на выходе при изменении входного напряжения от 250 до 470 В.
Остовом блока питания является сварной каркас из профильной стали. К нему крепятся: панель, на которой размещены входной и выходной клеммники и тумблер; панель резисторов; панель автоматики; панель транзисторов и трансформатор. В нижней части каркаса расположен болт заземления.
|
|
|
БД служит для контроля наличия пробитых тиристоров в плечах БС(ШС), пробитых транзисторов в БП и СФИ и подачи запускающих импульсов для БУ при диагностировании работы СФИ.
Блок диагностики конструктивно представляет собой металлический корпус, закрытый крышкой. Размещение составных частей и узлов БД выполнено на крышке с учетом удобства монтажа и обслуживания при эксплуатации. На крышке с внутренней стороны крепятся: две платы фиксации отказов (ПФО), плата индексации (ПИ), плата генератора импульсов (ПГИ), панель резисторов. На лицевой стороне крышки крепятся: розетка для подключения осциллографа, тумблер сетевой, тумблер генератора импульсов и кнопка контроля. На корпусе сверху крепится разъем для подключения БД к БС через жгут.
БД позволяет также контролировать алгоритм работы плеч ВИП при работе его на холостом ходу либо под нагрузкой. Охлаждение обеспечивается системой вентиляции электровоза. Направление воздуха - вертикальное. БС рассчитан на прохождение через него 330 м /мин охлаждающего воздуха, при этом потери напора в БС должны быть не более 800Па (80 кгс/м”). Средняя скорость воздуха в межреберном канале любого охладителя – не менее 12 м/с.
Рассмотрим работу схемы преобразователя на примере преобразователя ВИП–4000М УХЛ2 в двигательном режиме. 
На первой ступени регулирования работают V3, V4, V5, V6, которые образуют однофазный мост, выпрямляющий напряжение 2й секции. Управляющие импульсы на V5 и V6 в течение рабочего полупериода подаются дважды:
в начале полупериода с углом α min и с рабочим углом регулирования α. В результате V5 и V6 на первой ступени регулирования ведут себя как диоды, а выпрямительный мост – как однофазный мост с неполным числом тиристоров (это необходимо для повышения коэффициента мощности и снижения пульсаций выпрямленного напряжения). диаграммы выпрямленного напряжения выглядят следующим образом:
|
|
|
Изменяя α от π до 0 можно повысить напряжение от 0 до 25% Udном. После того как первая ступень введена полностью, α =0, переходят на вторую ступень. Пусть в положительный интервал (полярность указана без скобок) работают V3 и V6. если в какой-либо момент подать УИ на V1, он откроется, а V3 закроется встречно направлению первой секции.
Точно также в отрицательный полупериод подача УИ на V2 приводит к его отпиранию, запиранию V4 и повышению выпрямленного напряжения.
После того как вторая степень введена полностью, осуществляют переход с 1 2 секции на эквивалентную ей 3ю. Например, после того, как в положительный полупериод отработали V1 и V6, в следующий полупериод импульсы подаются вновь на V6 и на V7, затем на V5 и V8, и переход завершен.
На 3й ступени регулирования вновь водится вторая секция путем подачи УИ поочередно на V3 и V4. И напряжение плавно увеличивается до 75% Udном.
На 4й ступени вводится первая секция путем подачи УИ на V1 и V2, и напряжение повышается до номинального. На полном выпрямленном напряжении работают V1, V8, V2, V7.
Понижение напряжения производится в обратной последовательности.
|
|
|
