Регулирование свойства импульсных преобразователей постоянного тока в системе электропитания транспортных средств

• Автор: Чан Бинь Ан
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 123 с. : ил.

1. АНАЛИЗ БАЗОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ЭЛЕКТРОПИТАНИЮ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ОТ КОНТАКТНОГО СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
1.1. Общие положения по электропитанию собственных нужд электропоездов
1.2. Функции импульсных преобразователей в системе электропитания вспомогательных (бортовых) нагрузок мотор-вагонного электроподвижного состава
1.3. Структурные схемы бортовых преобразовательных систем для электроподвижного состава постоянного тока
1.4. Импульсные преобразователи электроэнергии классического типа (импульсные преобразователи постоянного напряжения - ИППН)
1.4. Импульсные преобразователи электроэнергии классического типа (импульсные преобразователи постоянного напряжения - ИППН)
2. АНАЛИЗ КАЧЕСТВЕННЫХ СТРУКТУРНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ЭЛЕКТРОПИТАНИЮ СОБСТВЕННЫХ НУЖД ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА 3000 В
2.1. Назначение систем бортового электроснабжения и возможности их реализации на базе полупроводниковых преобразователей
2.2. Анализ структурных схем преобразователей для питания бортовых цепей электропоездов постоянного тока
2.3. Варианты структурных схем для питания бортовых цепей электропоездов типов ЭР1 и ЭР2
2.4. Источники питания бортовых цепей электропоездов, оборудованных системой рекуперативно-резисторного торможения

3. АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ЭЛЕКТРОПОЕЗДАМ ПОСТОЯННОГО ТОКА (СИСТЕМЫ БОРТОВОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ)
3 Л. Сферы применения электрической тяги постоянного тока за рубежом
3.2. Полупроводниковые преобразователи для электропитания вспомогательных цепей пригородных электропоездов зарубежного производства
3.3. Статический преобразователь вспомогательных цепей электропоезда серии 481/482 городской железной дороги Берлина
3.4. Обобщение зарубежного опыта по преобразователям на силовых транзисторах
4. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРОЦЕССОВ И РАСЧЁТ ХАРАКТЕРИСТИК ИМПУЛЬСНЫХ ИНДУКТИВНО-КОНДЕНСАТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
4.1. Энергетические процессы в обобщённой схеме преобразователя
4.2. Преобразователь с понижением входного напряжения
4.3. Преобразователь с повышением входного напряжения
4.4. Универсальный преобразователь
4.5. Практические рекомендации по расчету импульсных индуктивноконденсаторных преобразователей
5. ОБОСНОВАНИЕ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ БОРТОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
5.1. Сфера применения
5.2. Практические рекомендации
5.3. Энергетические показатели агрегатов электропитания собственных нужд
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

Наиболее распространённой в мире является система электрической тяги постоянного тока. Обычно в этой системе используют питание электроподвиж-ного состава от контактной сети (верхний контактный провод на железнодорожном, промышленном и городском электротранспорте, контактный рельс в метрополитене). Однако, перспективна также и автономная электрическая тяга с питанием от электрохимических аккумуляторов (электромобиль, контактноаккумуляторные и аккумуляторные электровозы, электропогрузчики, электрокары, электроаккумуляторные рельсовые вагоны и платформы различного назначения).
Особую проблему здесь представляет электропитание собственных нужд соответствующего транспортного средства, т.е. бортовых потребителей и преобразователей электроэнергии, которые весьма разнообразны по назначению, потребляемой мощности и критериям в части безотказности и бесперебойности электроснабжения. Обобщённые данные для магистрального и пригородного электроподвижного состава даны в таблице В.1.
Особую сложность представляет преобразование высокого напряжения постоянного тока 3 кВ на железных дорогах или 600-800 В на городском электротранспорте, включая метро. Эта задача может быть решена на базе автономного инвертора (с однофазным или трёхфазным выходом) с последующим понижением напряжения с помощью трансформатора. Для уменьшения массы электрооборудования целесообразно повысить частоту инвертирования хотя бы до 400-800 Гц, но современные полупроводниковые приборы позволяют реализовать частоты инвертирования до 20 кГц.
Однако во всех указанных случаях имеем либо значительное повышение массы преобразователя - за счёт трансформатора (низкая частота), либо резкое снижение к.п.д. и соответственно рост коэффициента потерь (повышенные частоты). Последнее особенно характерно для преобразователей на силовых тран-

(а)
(б)

(г)
Рис. 2.4. Структурные схемы преобразователей для системы бортового электроснабжения электропоездов постоянного тока с рекуперативно-резисторным
торможением:
НПЧ - непосредственный преобразователь частоты; ФР - фазорасщепитель; АИТ - автономный инвертор тока