Online Electric

     В настоящее время на электровозах переменного тока (ВЛ80Р, ВЛ85, ВЛ65 и др.) применяют зонно-фазовое регулирование напряжения, преимущество которого заключается в возможности плавного управления тяговыми двигателями постоянного тока. Для этих целей чаще всего используются четырехзонные регуляторы, собранные на тиристорах по мостовой схеме выпрямления.

     Однако в силу особенностей коммутационных процессов в таких схемах приходится вводить искусственную задержку угла открытия тиристоров, что снижает среднее значение коэффициента мощности до 0.8. Низкие значения коэффициента мощности дополнительно нагружают электрооборудование электровозов и тяговую сеть реактивными токами, увеличивают расход электроэнергии на тягу поездов.

     В существующих схемах четырехзонных выпрямителей используют трансформатор с тремя секциями вторичных обмоток, напряжения на которых соотносятся как 2:1:1. Это позволяет получить на выходе выпрямителя четыре зоны регулирования напряжения в диапазонах 0-1/4, 1/4-1/2, 1/2-3/4, 3/4-1 от номинального значения (рис. 1).

     В работе предложен новый четырехзонный выпрямитель, собранный по лестничной структуре [1, 2], не требующей искусственной задержки угла открытия тиристоров, что позволяет повысить энергетические показатели и уменьшить расход электроэнергии. Кроме того, предложенный выпрямитель имеет меньшее количество тиристоров, что дополнительно упрощает алгоритм и схему управления тиристорами и повышает надежность работы.

     Для проверки достоверности теоретических положений в учебно-исследовательской лаборатории факультета мехатроники и автоматизации НГТУ создан физический макет (рис. 3) четырехзонного выпрямителя лестничного типа и проведена серия экспериментов, позволяющая сравнить экспериментальные значения с результатами имитационного моделирования в среде MATLAB(Simulink).

     Как показали результаты, исключив искусственную задержку угла открытия тиристоров, можно расширить диапазон регулирования выпрямленного напряжения и повысить среднее значение коэффициента мощности четырехзонных выпрямителей до 0.9.

     1. Пат РФ №2398344. Однофазный преобразователь переменного тока впостоянный // С.А. Евдокимов, Л. Г. Евдокимова. Бюл. №24, 2010.

     2. Евдокимов С. А., Мятеж С. В., Зотова Е. В., Волкова О. Л., Степанов А. А. Крышков В. Ю. Исследование зонного выпрямителя // Сбор.науч. труд. НГТУ. – 2011. - № 1 (63). – С. 105 – 112.