Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Многозвенные реактивные структуры преобразующих устройств электровозов и электропоездов постоянного тока Корнев, Александр Сергеевич

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Корнев, Александр Сергеевич. Многозвенные реактивные структуры преобразующих устройств электровозов и электропоездов постоянного тока : диссертация ... доктора технических наук : 05.22.07.- Санкт-Петербург, 1998.- 304 с.: ил. РГБ ОД, 71 00-5/303-1

Введение к работе

Актуальность темы.

Россия занимает первое место в мире по протяженности электрических железных дорог 39,3 тыс.км, из них 19,1 тыс.км линий постоянного тока. На электрической тяге выполняется более 60% грузовых перевозок.

Эксплуатируемые электровозы и электропоезда были разработаны несколько десятилетий тому назад и в настоящее время постепенно вырабатывают свой ресурс. Перед Министерством Путей Сообщения России стоит проблема создания нового поколения электровозов и электропоездов постоянного тока, оснащенных полупроводниковыми преобразователями и инверторами.

Применение импульсного регулирования остро ставит проблему сглаживания пульсирующей составляющей тока, которая оказывает негативное влияние на устройства, обеспечивающие безопасность движения, и требует установки входных, индуктивно-емкостных фильтров, масса которых достигает нескольких тонн. Существенное снижение этой массы возможно при использовании многозвенных фильтров. Однако, их теоретическое исследование весьма затруднительно и поэтому такие фильтры имеют ограниченное применение.

Надежность работы полупроводниковых преобразователей определяется параметрами коммутирующего контура и может быть повышена за счет применения корректирующих звеньев, а такх.а необходимостью учитывать возможность возникновения аварийных ситуаций, ликвидация которых должна осуществляться без повреждения полупроводниковых приборов.

Цель работы.

Совершенствование импульсных преобразователей электровозов и электропоездов постоянного тока за счет применения многозвенных реактивных структур.

В работе решаются следующие задачи:

1.Разработка структуры и метода расчета формирующих цепей с корректирующими звеньями для импульсных прерывателей, позволяющих получить трапецеидальный импульс коммутирующего тока, что улучшает энергетические показатели преобразователя и повышает надежность его работы.

2. Разработка структуры и метода расчета многозвенного входного фильтра, обеспечивающего существенное

снижение пульсаций тока в контактной сети без заметного увеличения массы и габаритов реактивных элементов.

  1. Анализ режимов короткого замыкания на выходе импульсного прерывателя и разработка мероприятий, обеспечивающих повышение работоспособности полупроводниковых приборов.

  2. Исследование способов уменьшения накопленного заряда обратного восстановления полупроводниковых приборов . Разработка рекомендаций по уменьшению суммарных потерь в приборах различного функционального назначения. ,

5.Экспериментальная проверка разработанных рекомендаций. .;; -V

Методы исследования.

Теоретические исследования выполнены на основе теории электрических цепей; разработаны: численно-аналитические модели многозвенных реактивных структур и:цифровые алгоритмы для расчета электромагнитных процессов В НИХ.:7 ji

Экспериментальные исследования выполнены на физической модели импульсного преобразователя мощностью 40 кВт, в лаборатории."Электрической тяги" ПГУПС, на экспериментальном электропоезде ЭР22-02 (опытное кольцо ВНИИЖТ) и экспериментальном электропоезде ЗР2-867 в моторвагонном депо.ТН20 Октябрьской железной дороги.

Научная новизна работы:

-предложен и исследован метод формирования импульсов трапецеидальной формы, улучшающих условия коммутации полупроводниковых приборов;

-предложен численно-аналитический метод расчета переходных функций многозвенных входных LC фильтров, импульсных преобразующих систем;

-разработана методика расчета переходных характеристик режима короткого замыкания и выбора параметров ограничительных элементов с учетом зависимостей допустимых амплитуд ударных токов;

-исследованы способ уменьшения накопленного заряда восстановления.полупроводниковых приборов и влияние этого заряда на суммарные потери в приборах;

-новизна предложенных решений подтверждена шестью авторскими свидетельствами.

Достоверность положений и выводов:по раббте.

Подтверждена хорошей сходимостью результатов расчета и экспериментов, проведенных ; в лаборатории "Электрической тяги" ПГУПС на физической модели тягового привода мощностью 40 кВт,'на1' опытном кольце"ВНИ-ИЖТа на экспериментальной моторвагонной секции ЭР22-02, в моторвагонном депо ТЧ20 Октябрьской ж.д. на экспериментальном электропоезде ЭР2-867.

Практическое значение работы:

-рекомендованы структура и параметры контура формирования коммутирующих импульсов, обеспечивающих повышение работоспособности полупроводниковых приборов на электрическом подвижном составе;

-рекомендованы структура и параметры входного фильтра импульсного преобразователя позволяющие улучшить показатели сглаживания пульсаций тока в контактной сети;

-определены параметры ограничительной индуктивности, обеспечивающей работоспособность полупроводниковых приборов при аварийных режимах;

-даны рекомендации по пределам заряда обратного восстановления для полупроводниковых приборов различного функционального назначения, применяемых на электрическом подвижном составе.

Результаты работы использованы:

-РАО "Высокоскоростные магистрали" при разработке экспериментального вагона электропоезда постоянного тока ЭР2-220302 с асинхронными тяговыми двигателями, проходящим испытания в моторвагонном депо ТЧ15 Октябрьской железной дороги;

-АО "Электровыпрямитель" при разработке новой серии полупроводниковых приборов ДЧ443 и ДЧ453, ориентированных на применение в импульсных прерывателях и инверторах электроподвижного состава;

-ВНИИЖТ при испытании на опытном кольце экспериментального электропоезда ЭР22-02;

-Локомотивным депо ТЧ7 Октябрьской железной дороги, проводящим опытную эксплуатацию диодов серии ДЛ153-1250-32 на электровозах ВЛ11М-311 и ВЛ11м-417.

-б-

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: VI Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития электровозостроения в стране" (Тбилиси, 1987 г.); IV Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы преобразовательной техники" (Киев, 1987 г.); Межреспубликанской конференции "Энергетическая электроника на транспорте" (Севастополь, 1990 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка методов и средств' экономии электроэнергии в электрических системах и системах электроснабжения промышленности и транспорта" (Днепропетровск, 1990 г.); Юбилейной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Члена-корр. АН СССР А.Е.Алексеева "Перспективные системы и совершенствование устройств электрической тяги на железнодорожном транспорте и электромашиностроении" (Ленинград, 1991 г.); V Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы преобразовательной техники" (Киев, 1991 г.); III Международной научно-технической конференции "Нетрадиционные электромеханические системы" (Алушта, 1997 г.); VI Международной научно-технической конференции "Проблемы повышения технического уровня энергетических систем и электрооборудования кораблей плавучих сооружений и транспортных средств" (Санкт-Петербург, 1998 г.).

Публикации.

Основные положения диссертации изложены в 32 публикациях, в том числе 13 статей в научных журналах и сборниках, 6 авторских свидетельств и других публикациях.

Структура и объем работы.

Похожие диссертации на Многозвенные реактивные структуры преобразующих устройств электровозов и электропоездов постоянного тока