Повышение эффективности выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов однофазно-постоянного тока с рекуперативным торможением

• Автор: Власьевский, Станислав Васильевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 396 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ОТЕЧЕСТВЕННОГО И ЗАРУБЕЖНОГО ОПЫТА ПО ПРИМЕНЕНИЮ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ЭЛЕКТРОВОЗАХ ОДНОФАЗНО-ПОСТОЯННОГО ТОКА С РЕКУПЕРАТИВНЫМ ТОРМОЖЕНИЕМ. ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ РАБОТЫ
1.1. Анализ силовых схем выпрямительно-инверторных преобразователей электровозов однофазно-постоянного тока, их классификация и сравнение
1.1.1. Анализ силовых схем ВИП
1.1.2. Классификация и сравнение схем ВИП
1.2. Анализ публикаций по выбранному направлению исследования
1.3. Постановка цели и задач исследования
Глава 2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЕСТЕСТВЕННОЙ КОММУТАЦИИ ТОКА ВЕНТИЛЕЙ
В ВЫПРЯМИТЕЛЬНО—ИНВЕРТОРНОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ ПРИ
ТИПОВОМ И ПРЕДЛАГ АЕМОМ СПОСОБАХ ЕГО УПРАВЛЕНИЯ
2.1. Анализ работ в области описания процессов выпрямления и инвертирования в преобразователях электровозов однофазно-постоянного тока.
2.2. Анализ естественной коммутации тока вентилей преобразователя
в режимах мостового однозонного выпрямителя и инвертора
2.2.1. Анализ естественной коммутации тока вентилей преобразователя
в режиме мостового однозонного выпрямителя
2.2.2. Анализ процессов естественной коммутации тока вентилей преобразователя в режиме мостового однозонного инвертора
2.3. Естественная коммутация тока вентилей преобразователя в режимах
многозонного выпрямителя и инвертора
2.3.1. Естественная коммутация тока вентилей преобразователя в режиме

многозоннош выпрямителя
2.3.2. Естественная коммутация тока вентилей преобразователя в режиме
многозонного инвертора
2.4. Сравнительное исследование процессов коммутации тока вентилей
при типовом и предлагаемом способах управления преобразователем
2.4.1. Типовой способ управления ВИП в режиме многозонного выпрямителя
2.4.2. Предлагаемый способ управления ВИП в режиме многозонного выпрямителя
2.4.3. Типовой способ управления ВИП в режиме многозонного
инвертора
2.4.4. Предлагаемый способ управления ВИП в режиме многозонного
инвертора
Глава 3. ОБОБЩЁННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗА С УЧЕТОМ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ДЛЯ ТИПОВОГО И ПРЕДЛАГАЕМОГО СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
3.1. Методика математического моделирования силовых цепей электровоза
3.2. Математическая модель участка контактной сети
3.3. Математическая модель тягового трансформатора электровоза
3.4. Математическая модель ВИГІ
3.5. Математическая модель цепи выпрямленного тока
3.6. Методика моделирования электромагнитных процессов в ВИП и и выбор критериев сравнения его работы при различных способах управления
3.6.1. Методика моделирования электромагнитных процессов ВИП в режимах выпрямителя и инвертора при типовом и предлагаемом
способах управления
3.6.2. Выбор критериев сравнения способов управления ВИП

Глава 4. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ТИПОВЫМ И ПРЕДЛАГАЕМЫМ СПОСОБАМИ ЕГО УПРАВЛЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАСЧЕТОВ НА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
4.1. Проверка адекватности математической модели с оценкой показателей качества электромагнитных процессов в модели и электровозе при типовом способе управления ВИН
4.2. Сравнительные результаты расчета электромагнитных процессов в силовой цепи электровоза с типовым и предлагаемым способами управления ВИГ1 при расположении его возле тяговой подстанции..
4.2.1. Выпрямительный режим работы ВИП с типовым и предлагаемым способами управления
4.2.2. Инверторный режим работы ВИП с типовым и предлагаемым
способами управления
Глава 5. СРАВНЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАСЧЁТОВ НА МАТЕМА ТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗОВ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
НА ИХ ТОКОПРИЁМНИКАХ ПРИ ТИПОВОМ И ПРЕДЛАГАЕМОМ СПОСОБАХ УПРАВЛЕНИЯ ВИП И РАЗЛИЧНОМ РАСПОЛОЖЕНИИ ЭЛЕКТРОВОЗОВ НА ФИДЕРНОЙ ЗОНЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
5.1. Постановка задачи
5.2. Результаты расчёта на математической модели электромагнитных процессов в электровозе с типовым и предлагаемым способами управления ВИП и удалении его от тяговой подстанции на расстояние 25 км
5.2.1. Выпрямительный режим работы ВИП с типовым и предлагаемым способами управления
5.2.2. Инверторный режим работы ВИП с типовым и предлагаемым
способами управления
5.3. Результаты расчёта на математической модели электромагнитных процессов одного электровоза в режиме тяги с типовым и предлагаемым

Некоторое уменьшение установленной мощности вентилей достигается делением вторичной обмотки не на четыре одинаковых секции, а на три секции с неодинаковым напряжением.
Схемы с параллельным соединением мостов имеют выпрямительные плечи с различным рабочим напряжением вплоть до напряжения всей вторичной обмотки на крайних плечах. Поэтому здесь применяются тиристоры высокого класса. Несмотря на повышенную установленную мощность применение тиристоров высокого класса в этом преобразователе приводит к тому, что общее их количество в преобразователе невелико. В связи с этим невелики габаритные размеры преобразовательной установки, ее стоимость и потери мощности в вентилях.
В результате преобразователи с параллельным соединением выпрямительных мостов отличаются более высоким КПД, малым числом выводов вторичной обмотки трансформатора и малым числом выпрямительных плеч. Алгоритм управления тиристорными плечами данного типа преобразователя на 2, 3, 4-й зонах несколько сложнее за счет большего количества связей для управления плеч ВПП (шесть плеч на каждой зоне) и необходимостью слежения за углом коммутации в преобразователе.
1.2. Анализ публикаций по выбранному направлению исследований
Вопросам теории и практики преобразования однофазного переменного тока в постоянный и обратно для целей электрической тяги посвящены работы Б. М. Шляпошникова, И. Л. Коганова, М. А. Чернышова, Б. Н. Тихменева, Л. М. Трахтмана, Л. В. Поссе, С. В. Захаревича, С. А. Петрова, В. А. Голованова, К. Г. Кучмы, С. Н. Засорина, А. И. Харитонова, А. Т. Буркова, В. А. Ку-чумова, Ю. М. Инькова, В. В. Литовченко, Ю. А. Басова, В. М. Антюхина, Г. А. Штибена, В. П. Янова, А. Л. Лозановского, Б. М. Наумова, Н. С. Копане-ва, Б. И. Хоменко, А. М. Рутштейна, Н. С. Назарова и многих других.