Тяговые высоковольтные электротехнические комплексы транспортных средств

• Автор: Чуев, Денис Викторович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 с. : ил.

1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЯГОВЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
1.1. Анализ принципов построения тяговых высоковольтных электротехнических комплексов для железнодорожного транспорта постоянного тока
1.2. Анализ современного состояния в области силовых полупроводниковых приборов и выбор типа высоковольтного полупроводникового ключа статического преобразователя
1.3 Построение структурной схемы базового высоковольтного электротехнического комплекса для железнодорожного транспорта
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ БОРТОВОГО ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
2.1. Выбор принципа описания рабочих процессов в бортовом электротехническом комплексе
2.2. Компьютерное моделирование силовой схемы электротехнического комплекса с коллекторными двигателями постоянного тока
2.3. Компьютерное моделирование силовой схемы электротехнического комплекса с асинхронными двигателями
3. АНАЛИЗ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ В БОРТОВОМ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ
3.1. Анализ результатов моделирования в электротехническом комплексе с
тяговыми коллекторными двигателями

3.2. Анализ результатов моделирования в электротехническом комплексе с
асинхронными двигателями
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ
4.1. Результаты испытания силовых электронных устройств бортового электротехнического комплекса
4.2. Тягово-энергетические испытания в установившихся режимах бортового электротехнического комплекса
4.3. Электрические испытания в переходных и аварийных режимах бортового электротехнического комплекса
4.4. Алгоритм проектирования бортового высоковольтного
электротехнического комплекса
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список используемых источников
Приложения
Приложение
Приложение
Приложение

Одним из перспективных направлений повышения технико - экономических показателей бортовых электротехнических комплексов является увеличение уровня входного питающего напряжения. В связи с этим на российских железных дорогах применяется контактная сеть постоянного тока с номинальным высоковольтным напряжением 3000 В . По той же причине, учитывая тенденции роста мощности бортовых потребителей электроэнергии аэрокосмических летательных аппаратов, считаются перспективными автономные электротехнические комплексы с высокочастотной однофазной распределительной сетью (20 кГц) и сравнительно высоким действующим значением магистрального напряжения 750 В [1.. .4].
Другим направлением эффективного совершенствования технических и экономических характеристик бортовых электротехнических комплексов является внедрение современных достижений силовой полупроводниковой и микропроцессорной техники. Особенно это относится к бортовым комплексам российских железных дорог, где до сих пор серийно используются только электромашинные высоковольтные преобразователи и высоковольтные контактнорезистивные пусковые тяговые устройства.
В настоящее время проектированием и разработкой статических полупроводниковых преобразователей для бортовых электротехнических комплексов применительно к железнодорожному транспорту занимаются многие известные организации и фирмы, в частности Сибирский филиал ВНИКТИ (г. Новосибирск), ВНИИЭ (г. Москва), ЗАО «Спецремонт» (г. Москва), АО «Электровыпрямитель» (г. Саранск), ООО «ТОМАК, ЛТД» (г. Москва), ВЭИ (г. Москва), МЭИ (г. Москва), МИИТ (г. Москва), Estel (Эстония), Siemens (Германия), АВВ (Швейцария), Westinghouse Electric Corp. (США), Ansaldo Transporti (Италия), Hitachi (Япония) и др. Этой проблеме посвящены научные труды таких известных ученых, как В. Е. Розенфельд, В. П. Феоктистов, В, В. Литовченко, О. Г. Чаусов, С. И. Вольский, И. П. Исаев, В. Б. Петров, А. А. Кураев, Г. М. Мустафа, И. Я. Ранькис, Ю.К. Розанов, В. А. Чванов, Б. И. Гриншейн, Г. В. Ивенский, Ю. Ю. Чуверин, Р. Д. Тулупов, А. Б. Зильберг, А. Г. Титов, М. М. Акодис, В. А. Скибинский, Ю. И. Иньков, I. Smith (Великобритания), F. С. Lee (США), О. Wasynczuk (Индия), R

Следует отметить, что при проектировании высоковольтного импульсного регулятора напряжения возникает необходимость применения последовательного соединения силовых высоковольтных полупроводниковых приборов. Данное обстоятельство обусловлено ограниченными возможностями современных технологий, которые не позволяют серийно выпускать быстродействующие полупроводниковые приборы выше 7000 В.
Таким образом, помимо решения задач по выбору схемотехнического
построения силовой схемы электротехнического комплекса, определения
оптимальной рабочей частоты преобразования электрической энергии и параметров электромагнитных элементов, разработке надежной системы управления и защиты при наличии высоковольтного входного напряжения и циклических токовых перегрузках, применительно к железнодорожному транспорту существует неординарная задача по обеспечению надежной работы последовательно
соединенных высоковольтных полупроводниковых приборов.
Структурно бортовой высоковольтный электротехнический комплекс состоит из совокупности электромагнитных и электропневматических контакторных устройств, силовых полупроводниковых приборов, электромагнитных и
электростатических элементов, блоков системы управления и защиты, соединенных определенным образом, которые обеспечивают реализацию требуемых функций связи между источником входного высоковольтного напряжения постоянного тока и потребителями электрической энергии как переменного, так и постоянного тока. Разрабатываемый электротехнический комплекс должен обладать высокой надежностью, простотой схемных решений, сравнительно низкой массой и габаритами, высокими энергетическими показателями, возможностью стабилизации и при необходимости способностью регулирования выходных параметров.
По существу, проектирование надежного и технически совершенного высоковольтного электротехнического комплекса является весьма сложной и многогранной разработкой, которая требует решения многих противоречивых задач. Помимо обеспечения требуемых электрических свойств и параметров она включает требования по экономическим, конструктивным, экологическим и прочим показателям. В связи с этим представляется рациональным осуществлять проектирование с использованием взаимной коррекции и сопоставлении