Плавное регулирование скорости движения электропоезда выполняется тиристорным регулятором тока с широтно-импульсной модуляцией. Принятая частота регулирования 400 Гц выходит за пределы используемых частот в системах автоблокировки и частотной АЛС-200.

Проектированию тиристорного регулятора предшествовали научные исследования, которые показали, что проблема обеспечения широкого диапазона изменения коэффициента ослабления возбуждения от 0,85 до 0,2 при широтно-импульсной модуляции на повышенной частоте 400 Гц решается достаточно удовлетворительно посредством комбинированного регулятора 1 с общим узлом запирания тиристоров [16]. С учетом результатов этих исследований для электропоезда ЭР200 специалистами РЭЗ разработан специальный комбинированный широтно-импульсный регулятор возбуждения тяговых двигателей [17]. Регулятор является универсальным, так как его используют в схеме силовых цепей моторного вагона ЭР200 не только для регулирования возбуждения тяговых двигателей, но и для межступенчатого регулирования сопротивления пуско-тормозного реостата при пуске и электрическом торможении.

Универсальный тиристорный импульсный регулятор (УТИР) имеет главный тиристор ТГ (рис. 49) вспомогательный тиристор ТВ и коммутирующие тиристоры ТкГ и ТкВ. При ослаблении возбуждения в режиме тяги тиристор ТГ включен последовательно с обмоткой возбуждения ОВ тягового двигателя, которая шунтируется резистором Rш и дросселем Lш. Тиристор ТВ включен параллельно обмотке возбуждения ОВ и тиристору ТГ. Между катодами тиристоров ТГ и ТВ подключена цепочка, состоящая из коммутирующих тиристоров ТкГ и ТкВ, которые поочередно обеспечивают перезаряд коммутирующего конденсатора Ск.

Различают четыре стадии работы регулятора в течение одного периода регулирования, равного 2,5 мс (при частоте 400 Гц).

Первая стадия. Отпираются тиристор ТГ и тиристор ТкГ. Перед этим тиристор ТВ был открыт, а конденсатор Ск был заряжен полярностью, показанной на рис. 49 в скобках. Отпирание тиристоров ТГ и ТкГ приводит к тому, что к тиристору ТВ прикладывается в обратном направлении напряжение конденсатора Ск и тиристор ТВ запирается. Одновременно конденсатор Ск перезаряжается, т. е. сначала разряжается через Lш и Rш, а затем заряжается обратной полярностью, которая потребуется в дальнейшем для запирания тиристора ТГ. Во время разряда конденсатора Ск ток возбуждения несколько снижается, так как ток разряда конденсатора направлен встречно iв. Продолжительность переходных процессов на первой стадии регулирования, т. е. коммутационного интервала t1, обеспечивающего запирание тиристоров и перезаряд коммутирующего конденсатора, равна 0,2 — 0,25 мс и составляет около 0,1 периода регулирования.

Рис. 49. Принципиальная схема УТИР

Рис. 49. Принципиальная схема УТИР

Вторая стадия. Тиристор ТГ открыт. Ток обмотки якоря протекает по обмотке возбуждения ОБ и по шунтирующей цепочке Rш и Lш. Идет нарастание тока iв. Продолжительность второй стадии (t2) определяется временем открытого состояния тиристора ТГ.

Третья стадия. Отпираются тиристоры ТВ и ТкВ. Ток обмотки якоря переходит с тиристора ТГ на тиристор ТВ. Тиристор ТГ запирается, так как к нему прикладывается обратное напряжение на конденсаторе Ск. Одновременно происходит перезаряд конденсатора Ск, который вновь приобретает полярность, показанную на рис. 49 в скобках.

Ввиду того, что направление тока разряда коммутирующего конденсатора Ск на этой стадии совпадает с направлением тока возбуждения iв, последний несколько повышается. Продолжительность третьей стадии регулирования (t3) определяется, как и первой, временем переходных процессов в цепи конденсатора Ск.

Четвертая стадия. Тиристор ТВ открыт. Ток обмотки якоря протекает по цепи этого тиристора, которая шунтирует обмотку возбуждения ОВ. Ток обмотки возбуждения iв замыкается через Lш и Rш и поэтому интенсивно уменьшается. Напряжение конденсатора Ск, полученное на предыдущей стадии, остается неизменным, так как коммутирующие тиристоры закрыты. Продолжительность четвертой стадии регулирования (t4) определяется временем открытого состояния тиристора ТВ.

В тяговом режиме коэффициент ослабления возбуждения тяговых двигателей β зависит от того, насколько снижается ток на четвертой стадии регулирования, а также зависит от относительной продолжительности открытого состояния регулятора или коэффициента заполнения импульсов γ=tи, который в рассматриваемом режим.е выражает долю времени открытого состояния вспомогательного тиристора в течение всего периода регулирования

Увеличивая время t4 и соответственно уменьшая время t2 при Т = 2,5 мс, на моторном вагоне ЭР200 практически осуществляют ослабление возбуждения от β = 0,85 до β = о, 19. При этом коэффициент γ изменяется от 0,2 до 0,8.

В режиме межступенчатого регулирования сопротивления пускотормозного реостата, а также в режиме регулирования возбуждения тяговых двигателей при электрическом торможении у определяется временем открытого состояния главных тиристоров, т. е.

Поддержание тока тяговых двигателей на его среднем уровне, соответствующем току уставки (в пределах между наибольшим и наименьшим значениями), выполняют путем изменения коэффициента заполнения импульсов у от наименьшего значения (при малой скорости электропоезда) до наибольшего (при высокой скорости). Функцию автоматического изменения у несет система автоматического регулирования САР.

Пока коэффициент заполнения импульсов у сохраняется менее 0,5, САР выдает импульсы управления в начале каждого периода регулирования:

  • на главные тиристоры ТГ и коммутирующие тиристоры перезаряда ТкГ (в режиме межступенчатого импульсного регулирования реостата при тяге и электрическом торможении и в режиме регулирования возбуждения двигателей при электрическом торможении);
  • на вспомогательные тиристоры ТВ и коммутирующие тиристоры гашения ТкВ (в режиме регулирования возбуждения двигателей при тяге).

Импульсы управления на закрывание тиристоров САР выдает в те моменты, когда ток двигателей превышает уставку на 5% (контролируется наибольшее значение тока двигателей imax). Эти импульсы подаются:

  • на вспомогательные тиристоры ТВ и коммутирующие тиристоры гашения ТкВ в режиме межступенчатого регулирования реостата при пуске и электрическом торможении и в режиме регулирования возбуждения при электрическом торможении;
  • на главные тиристоры ТГ и коммутирующие тиристоры перезаряда ТкГ в режиме регулирования возбуждения двигателей в тяге.

Указанная последовательность работы элементов регулятора предусмотрена лишь в начале регулирования и не может сохраняться при коэффициенте заполнения импульсов у, достигшем значения 0,5 или более, так как из-за возросшего времени открытого состояния тиристоров при малом времени периода (высокой частоте регулирования) не исключен пропуск отдельных периодов регулирования. Такой пропуск означал бы нежелательный переход системы регулирования в релейно-частотный режим. Во избежание этого, когда коэффициент заполнения импульсов у достигает значения 0,5, предусмотрено изменение логической структуры управления (изменение структуры), заключающееся в том, что в начале каждого периода импульсы управления подаются на те элементы системы, которые их получали ранее, когда ток двигателей достигал imax. А элементы системы, получавшие ранее импульсы управления в начале периода регулирования, теперь, после изменения структуры, получают импульсы управления, когда ток двигателей достигнет значения меньше уставки на 5% (контролируется минимальное значение тока двигателей tmin).

РВЗ

Руководства по эксплуатации, электрические схемы и их описание, пневматические схемы, памятки и литература самиздата, документация по компонентам электропоездов Рижского Вагоностроительного Завода (РВЗ).

ЦДМВ

Подборка железнодорожной литературы, нормативной и правовой документации, руководящих приказов и указаний.

Купить etrain.su

Приобрести доменное имя etrain.su в магазине доменов RU-Center. Вместе с доменом будет предоставлена копия данного Интернет-сайта: 575 публикаций, 1980 изображений.

Ограниченная ответственность. Материалы, размещенные на этом Интернет-сайте взяты из открытых источников и размещены на безвозмездной основе. Копирование информации из одного открытого источника в другой не является нарушением авторских и смежных прав.

2023 © Максим Веселов. Все права защищены. Сетевое издание «Электрическая и тепловая тяга (ЭТТ)», зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций, свидетельство о регистрации ЭЛ № ФС77-886984 от 19.03.2024 г.