Vontatási átalakító - egy vontatómotor (TED) vezérlésére tervezett teljesítménymodul; a TED-del együtt szerepel a vontatási hajtásban. Főleg aszinkron hajtásokhoz használják, a villamos szállító- és emelőberendezések áramköreinek fő elemei .
Az átalakító típusa mind a motor típusától, mind a táphálózat áramának típusától függ: ha a motor aszinkron vagy szinkron , akkor háromfázisú feszültségrendszert előállító inverterre van szükség , ha a motor kollektor , a Az átalakító nagymértékben leegyszerűsödik, lehet egyenirányító , egyenirányító-inverter konverter (VIP) vagy egyenáramú feszültség átalakító .
A reosztatikus vezérlésű hajtásokat az 1880 -as évek óta használják az elektromos járművekben, hogy biztosítsák a kocsi zökkenőmentes mozgását. A 20. század eleje óta ismert az automatikus reosztátszabályozó , amelyet reosztát-kontaktor vezérlőrendszernek ( RKSU ) neveznek. A fő elem egy vezérlő reosztátrendszerrel. A felgyorsítás érdekében a vezérlő kontaktor elemei egyenként kezdenek zárni; az autó lassan gyorsulni kezd . Fékezéskor egyes hajtások elektromos fékezési üzemmódba kapcsolnak - dinamikus (reosztatikusnak is nevezik - a motor által termelt energia felmelegíti az ellenállásokat ) vagy regeneratív (az energia visszatér a hálózatba).
Az RKSU hátrányai:
Megoldás:
Az 1970-es években több országban egyidejűleg megkezdődött a tirisztoros hajtásvezérlő rendszerek fejlesztése. Ezt a rendszert széles körben használták a Szovjetunióban az 1970 -es években a vasúton és az 1980 -as években a városi közlekedésben, 1981- től kezdődően a Škoda 14Tr trolibuszokat GTO modulokkal szerelték fel. Az ilyen rendszert tirisztor-impulzusvezérlő rendszernek ( TISU ) nevezik. A vontatási átalakító árama 400 Hz-es frekvenciával , állítható munkaciklussal jut a hajtáshoz . Ez biztosítja a zökkenőmentes működést és elkerüli a felesleges energiafogyasztást.
A teljes egészében közönséges vezéreletlen diódákból összeállított egyenirányító önmagában nem vezérlőberendezés, és csak a váltakozó áram kollektormotorok táplálására alkalmas egyenárammá alakításához szükséges. A feszültség szabályozására az egyenirányító egy érintkezővezérlővel párhuzamosan működik. A transzformátorba épített terhelés alatti fokozatkapcsolóval párosítva az egyenirányító az egyenáramú vontatási alállomások része [1] - a terhelés alatti fokozatkapcsolót csak az érintkező hálózat feszültségének stabilizálására használják , párosítva a fővezetékkel. EKG elektromos vezérlő vagy TPPL fokozatkapcsoló - a VL60 és VL80 szovjet elektromos mozdonyok és a ChS4 , ChS4T, ChS8 cseh elektromos mozdonyok , valamint a cseh Škoda Transportation üzem által gyártott egyéb váltakozó áramú elektromos mozdonyok része - EKG és TPPL használják vonóerő szabályozása [2] . A VL61 elektromos mozdonyon , amelyet az EKG megjelenése előtt készítettek, külön kontaktorokat használtak.
Egyes elektromos mozdonyokra, különösen a Szovjetunióban a finn vasút számára gyártott Sr1-re , félig vezérelt egyenirányítókat szerelnek fel, amelyeket részben diódákból , részben tirisztorokból szerelnek össze . [3] A tirisztorok a fázisszabályozás miatt lehetővé teszik a TED-ek vezérlését érintkezőberendezések használata nélkül.
Ha az átalakító összes karja vezérelt szelepekből van összeállítva, az átalakító képes kétirányú működésre - egyenirányítóként és inverterként egyaránt. Az ilyen átalakítót egyenirányító-inverternek (VIP) hívják, és VL80R , VL85, EP1 , E5K villamos mozdonyok vontatómotorjainak vezérlőegységeként használják . VIP-jeik nem zárható tirisztorokból vannak összeállítva , vontatási üzemmódban, a motorok soros gerjesztéssel működnek , EMF -jük kisebb, mint a transzformátor EMF-je , vezérlőimpulzusokat adnak a tirisztorokra, így azok úgy nyílnak, mint a hagyományos híd - egyenirányítók diódái. A rekuperáció során a motorok független gerjesztésre kapcsolnak, ami lehetővé teszi bennük a transzformátor EMF-jénél magasabb EMF elérését, és a VIP tirisztorok fordított sorrendben (ellenfázisban) nyitnak, a szekunder tekercsben pedig a váltakozó áram. a transzformátor EMF-et indukál a primer (hálózati) tekercsben - az energia visszatér a hálózatba [4] .
Az egyenáramú TED-vel rendelkező, egyenáramú hálózatról táplált gépeken egy vagy másik áramkör egyenfeszültség-átalakítója van felszerelve. Legtöbbjük általános működési elve a hálózatból érkező energia szakaszos (impulzus) fogyasztása és az ebből eredő pulzáló egyenáram simítása , melynek eredményeként a hálózati feszültségnél kisebb feszültség kerül a TED-re. Tápkapcsoló (megszakító) szerepében tranzisztor használható , beleértve az IGBT -t , vagy zárható tirisztor (GTO-tirisztor) - ebben az esetben az átalakító áramkör egyszerű, hagyományos tirisztor használható - ebben az esetben , további tirisztoros kapcsolóelemek (diódák és kondenzátorok ), mivel a nem zárható tirisztor kinyitva nem zár le, amíg a tápáram el nem tűnik, ami egyenáramú hálózatról táplálva nem történik meg.
A nem zárható tirisztoros áramátalakítókat (Morgan áramköri átalakító) a Tatra T6B5 villamos kocsikra , a 162-es, 163-as (Škoda 99E, 71E) [5] és 363-as (Škoda 69E) cseh elektromos mozdonyokra szerelik.
IGBT - Szigetelt kapu bipoláris tranzisztor. A fejlesztés az 1990-es években kezdődött, és az 1990- es évek vége óta széles körben alkalmazzák . A regeneratív fékezés végrehajtása leegyszerűsödik . Az IGBT modullal felszerelt trolibusz vagy villamos fékezéskor (amikor a hajtás generátor üzemmódba kapcsol ) nem melegíti fel a reosztátot , hanem visszaadja az áramot az érintkező hálózatnak.
A kettős átalakítás kétszeres réz- és acélfogyasztást eredményez. Ebben az áramkörben a tranzisztoros kapcsolók csak egy félciklust hoznak létre. Ez az áramkör három félhullámú egyenirányító analógja minden hiányosságukkal együtt - nagy egyenértékű aktív ellenállás (nagy rézfogyasztás), nagyon alacsony kihasználási tényező a transzformátor teljes teljesítményéhez (nagy acélfogyasztás). Egy azonos teljesítményű háromfázisú transzformátor súlya és mérete kisebb, mint három egyfázisú transzformátornak. Ezért, mint a nagy teljesítményű egyenirányítókban, a nagy teljesítményű konverterekben ( inverterekben ) háromfázisú átalakítókra váltottak a Larionov-séma szerint, amely lehetővé teszi a kapcsolók majdnem fele teljesítményű használatát. A „három párhuzamos teljes híd” séma szerinti konverter még jobb tulajdonságokkal rendelkezik, és lehetővé teszi a kapcsolók csaknem fele teljesítményű használatát, mint a Larionov-sémában.
A „három párhuzamos teljes híd” séma szerinti háromfázisú konverter (tizenkét kulcson) sok tekintetben jobb, mint a Larionov - séma szerinti inverter („három párhuzamos félhíd” (hat kulcson)).
