Двухсистемный электровоз ЭП10 как электромеханический комплекс - Доклад

Простота конструкции и высокие удельные показатели асинхронных двигателей привлекали внимание специалистов уже на первых этапах развития электрической тяги магистральных железных дорог. Однако опыт показал, что эффективно эти электрические машины могут быть использованы для тяги только при питании от статических преобразователей с плавным регулированием напряжения и частоты. Поэтому такие разработки получили реальное развитие только в 1960 е годы с появлением компактных управляемых силовых полупроводниковых приборов - тиристоров. А широкое применение асинхронных тяговых двигателей на локомотивах и мотор-вагонном подвижном составе началось с появлением в 1980е годы мощных запираемых силовых полупроводниковых приборов - GTO-тиристоров, а в 1990-е годы - IGBT-транзисторов. Благодаря асинхронным тяговым двигателям электровоз ЭП 10 по своим характеристикам сопоставим с восьмиосными пассажирскими электровозами ЧС 7 и ЧС 8 с коллекторными тяговыми двигателями постоянного тока.На электровозах переменного тока сглаженное постоянное напряжение для питания инверторов получают с помощью управляемого выпрямителя и фильтра в промежуточном звене постоянного напряжения - цепи, соединяющей выпрямитель и инвертор (рис. На электровозах постоянного тока используют два варианта питания инверторов: • от сети через входной фильтр, импульсный преобразователь и фильтр в промежуточном звене постоянного напряжения (рис. Такие схемы питания инверторов от системы тягового электроснабжения постоянного тока в последнее десятилетие получили на электровозах наиболее широкое распространение благодаря простоте преобразователя с минимально возможным числом силовых полупроводниковых приборов и фильтровых компонентов, а также меньшим потерям энергии в преобразователе. Чтобы при использовании таких силовых полупроводниковых приборов инвертор надежно работал при напряжении на входе 4000 В, необходимо последовательное соединение силовых полупроводниковых вентилей. Благодаря этому разделению и обеспечивается соблюдение необходимых условий работы силовых ключей инвертора по напряжению: предельное среднее напряжение, приложенное к полупроводниковому прибору в таких схемах, всегда не будет превышать половины Ud (без учета коммутационных перенапряжений).На крыше электровоза два токоприемника XA1 и XA2 через разъединители QS1 и QS2 соединены шинами с переключателем рода тока Q5, заземлителем QS3 и измерительным трансформатором T3 сетевого напряжения переменного тока. Переключатель рода тока Q5 формирует две независимые сетевые цепи: переменного и постоянного тока. Сетевое переменное напряжение 25 КВ с выхода 1 переключателя рода тока Q5 поступает на главный выключатель QF1, а после главного выключателя - на ограничитель перенапряжений F1, фильтр радиопомех Z1 и через крышевой проходной изолятор XH1 на первичную обмотку тягового трансформатора T1. Шесть вторичных тяговых обмоток трансформатора T1 попарно подключены к входным зажимам переменного тока 1U1, 1V1, 2U1, 2V1 трех тяговых преобразователей UZ1, UZ2, UZ3. Сетевое постоянное напряжение 3 КВ с выхода 3 переключателя рода тока Q5 через крышевой проходной изолятор XH2 поступает на быстродействующий выключатель QF2 и ограничитель перенапряжения F2, а после быстродействующего выключателя через прямую шину дифференциального реле TA5 и три датчика постоянного сетевого тока TA1, TA2, TA3 - на входные зажимы трех сетевых сглаживающих реакторов L1.1, L1.3, L1.5.В силовом модуле BV24-2830-L установлен лишь один GTO-тиристор, и этот модуль используют только в качестве тормозного регулятора. Переменное напряжение с двух тяговых вторичных обмоток трансформатора через входные зажимы переменного тока 1U1, 1V1, 2U1, 2V1 и сдвоенный линейный контактор переменного тока K11 поступает на четыре одноименных входа переменного тока AC четырех фазовых силовых модулей - A11, A12, A13, A14. Так же, от входного зажима переменного тока 1U1, напряжение на вход AC модуля A11 может быть подано через цепь предварительного заряда промежуточного звена, состоящую из контактора K011 и резистора R041. Выходы постоянного тока DC и DC-силовых модулей A11, A12, A13, A14 соответственно подключены к промежуточному звену постоянного напряжения, которое образуют шины W2031 (плюсовая) и W2141 (минусовая). Как и в варианте схемы для работы от тяговой сети переменного тока, к этой шине подключены плюсовые зажимы постоянного тока DC силовых модулей A11, A12, A13, A14, а минусовые зажимы постоянного тока DC-силовых модулей A11, A12, A13, A14 подключены к шине W2141.Как видно из рис.5.1, каждый из тяговых двигателей М1 и М2 содержит две группы фазных полуобмоток: • фазные полуобмотки, имеющие входные зажимы U, V, W, всегда соединены в "полузвезду" внутри двигателя; •фазные полуобмотки, имеющие входные зажимы U1, V1, W1 и выходные зажимы U2, V2, W2, полностью изолированы друг от друга внутри двигателя. Входные зажимы U1, V1, W1 двух тяговых двигателей М1 и М2 всегда соединены параллельно и подключены к выходным зажимам тягового преобразо

Содержание

Введение

1. Построение силовых цепей современных электровозов переменного и постоянного тока с асинхронными тяговыми двигателями

2. Особенности построения силовых тяговых цепей электровоза ЭП 10

3. Сетевые тяговые цепи

4. Силовые цепи тягового преобразователя

5. Выходные силовые цепи тяговых преобразователей

6. Расположение силового оборудования в кузове электровоза

7. Модель электромеханического комплекса

Список литературы

Электровоз ЭП 10 - шестиосный двухсистемный пассажирский локомотив с асинхронными тяговыми двигателями. Простота конструкции и высокие удельные показатели асинхронных двигателей привлекали внимание специалистов уже на первых этапах развития электрической тяги магистральных железных дорог. Однако опыт показал, что эффективно эти электрические машины могут быть использованы для тяги только при питании от статических преобразователей с плавным регулированием напряжения и частоты. Первыми управляемыми статическими силовыми преобразовательными элементами в электротехнике были ртутные тиратроны, которые появились в первой четверти ХХ века. Но преобразователи для асинхронного привода на тиратронах получались слишком громоздкими. Поэтому такие разработки получили реальное развитие только в 1960 е годы с появлением компактных управляемых силовых полупроводниковых приборов - тиристоров. А широкое применение асинхронных тяговых двигателей на локомотивах и мотор-вагонном подвижном составе началось с появлением в 1980е годы мощных запираемых силовых полупроводниковых приборов - GTO-тиристоров, а в 1990-е годы - IGBT-транзисторов.

Благодаря асинхронным тяговым двигателям электровоз ЭП 10 по своим характеристикам сопоставим с восьмиосными пассажирскими электровозами ЧС 7 и ЧС 8 с коллекторными тяговыми двигателями постоянного тока.

Важнейшей составной частью любого современного тягового электропривода является комплексная микропроцессорная система управления и диагностики. На электровозе ЭП 10 эта система по структуре и функциям повторяет современные зарубежные разработки. Она заменила традиционные локомотивные цепи управления с сотнями метров проводов и десятками промежуточных реле. Микропроцессорная система полностью управляет работой всех тяговых и вспомогательных электрических аппаратов и машин в штатных и аварийных режимах.

Дополнительно эта система непрерывно контролирует работу большинства электрических аппаратов и машин электровоза. Любые отклонения от заданных режимов работы электрического оборудования регистрируются в памяти системы диагностики вместе с разнообразными вспомогательными данными, что существенно упрощает поиск неисправностей и анализ их причин.

Данная работа представляет описание построения силовой части и системы управления электровоза ЭП 10. Также дана общая информация по принципам работы асинхронного привода и работе силовых цепей электровоза ЭП 10.