Статический преобразователь для собственных нужд

Статический преобразователь для собственных нужд

Преобразователь является комплектующим изделием для магистральных электровозов постоянного тока 2(3)ЭС4К, производства ООО «ПК«НЭВЗ».

М-ПТП-235 предназначен для преобразования высоковольтного напряжения (2200 В – 4000 В) контактной сети в напряжения, необходимые для электропитания потребителей электровоза: асинхронных электродвигателей вентиляторов и компрессоров, шкафа питания, преобразователей возбуждения тяговых двигателей, устройств обеспечения микроклимата и санитарно-технического обслуживания.

Высоковольтный статический преобразователь ПСН-100/3.1

Преобразователь является комплектующим изделием для магистральных электровозов постоянного тока ЭП2К, производства ОАО «Коломенский завод».

Преобразователь преобразует высоковольтное напряжение (2200 В – 4000 В) контактной сети в напряжения, необходимые для электропитания асинхронных электродвигателей вентиляторов и компрессора, шкафа питания, устройств обеспечения микроклимата, санитарно-технического обслуживания электровоза.

Преобразователи вспомогательного электропитания двухканальные М-ТТПП-60/220-380/110

М-ТТПП-60/200-380/110 предназначен для преобразования нестабильного трехфазного напряжения переменного тока от дизель-генератора или другого источника в два канала выходного напряжения:

– в трехфазное напряжение переменного тока с возможностью регулировки частоты и напряжения для питания электродвигателя компрессорного агрегата;

– в напряжение постоянного тока для питания бортовой сети и подзаряда аккумуляторной батареи стабилизированным напряжением 110 В с гальванической развязкой между цепями переменного и постоянного тока.

Предприятие входит
в «Объединение производителей железнодорожной техники»
(НП «ОПЖТ»), которое работает над крупными текущими
и перспективными проектами
для отрасли.

Источник

Статический преобразователь для собственных нужд

Преобразователь является комплектующим изделием для магистральных электровозов постоянного тока ЭП2К, производства ОАО «Коломенский завод».

Преобразователь преобразует высоковольтное напряжение (2200 В – 4000 В) контактной сети в напряжения, необходимые для электропитания асинхронных электродвигателей вентиляторов и компрессора, шкафа питания, устройств обеспечения микроклимата, санитарно-технического обслуживания электровоза.

Разработчик: Разработка ООО «Электро СИ», Москва.

ПСН-100/3.1 выполнен из унифицированных узлов и модулей, функционально содержит:

— блок входных высоковольтных контакторов,
— входной сетевой фильтр,
— блок защиты от импульсных выбросов входного напряжения,
— входной понижающий преобразователь на IGBT транзисторах с гальваническим разделением входных и выходных цепей,
— трех выходных автономных трехфазных инверторов напряжения,
— трех синусоидальных выходных фильтра,
— микропроцессорную систему управления.

Первый выходной инвертор АИН1 обеспечивает трехфазным напряжением питания: шкаф питания, устройства обеспечения микроклимата и другого вспомогательного электрооборудования.

Второй выходной инвертор АИН2 обеспечивает трехфазным напряжением питания электродвигатель вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей.

Третей выходной инвертор АИН3 обеспечивает трехфазным напряжением питания асинхронный электродвигатель компрессора.

Краткие технические характеристики преобразователя ПСН-100/3.1

Входное номинальное питающее напряжение постоянного тока	3000 В
Диапазон изменения входного напряжения питания	2200…4000 В
Номинальная выходная мощность	100 кВт
Число выходных каналов	3
Канала 1 (АИН1)
выходное линейное напряжение	380±20 В
выходная частота	50±2 Гц
номинальная мощность	30 кВт
максимальная мощность	45 кВт
искажение формы линейного напряжения, не более	8 %
Канала 2 (АИН2)
номинальное выходное линейное напряжение	380±20 В
диапазон изменения выходного напряжения	76-380 В
номинальная выходная частота	50±2 Гц
диапазон изменения выходной частоты	10-50 Гц
номинальная мощность	30 кВт
максимальная мощность	45 кВт
искажение формы линейного напряжения, не более	8 %
Канала 3 (АИН3)
номинальное выходное линейное напряжение	380±20 В
диапазон изменения выходного напряжения	38-380 В
номинальная выходная частота	50±2 Гц
диапазон изменения выходной частоты	5-50 В
номинальная мощность	40 кВт
максимальная мощность	60 кВт
искажение формы линейного напряжения, не более	8 %
Диапазон напряжения питания системы управления	60-150 В
КПД преобразователя, не менее	92 %
Рабочая температура	-50…60 °С

Преобразователь ПСН-100/3.1 выполнен в шкафном исполнении и устанавливается в кузове электровоза.
Он имеет массу не более 850 кг и габаритные размеры – 1400 х 550 х 1600 (мм*мм*мм). Охлаждение преобразователя — воздушное принудительное.

Серфтификаты соответствия:

Сертификат соответствия преобразователя статического собственных нужд ПС-100/3.1 евразийского экономического союза:

Предприятие входит
в «Объединение производителей железнодорожной техники»
(НП «ОПЖТ»), которое работает над крупными текущими
и перспективными проектами
для отрасли.

Источник

Статический преобразователь собственных нужд поездов постоянного напряжения

На электропоездах для питания осветительных сетей, обогревателей, двигателей компрес­соров и других нагрузок используются преобразователи собственных нужд. Эти устройства полу­чают электроэнергию от высоковольтных контактных сетей, напряжение которых изменяется в широких пределах, и обеспечивают питанием стабилизированные электрические сети поездов.

Одно из возможных технических решений – статический преобразователь собственных нужд. На рис. 21.1 представлена расчетная схема преобразователя собственных нужд, который может использоваться на электропоездах ЭД6 (работа выполнялась «Лабораторией преобразова­тельной техники» с участием РАО ВСМ, ФГУП ЦНИИ СЭТ и др.).

Рис. 21.1 Расчетная схема статического преобразователя собственных нужд для электропоезда ЭД6

В рассматриваемом случае преобразователь получает питание от контактной сети посто­янного напряжения 3 кВ. Напряжение контактной сети изменяется в пределах от 2,2 кВ до 4 кВ. Преобразователь имеет мощность 80 кВт. Он обеспечивает питанием сеть постоянного напряже­ния 110 В и трехфазную сеть переменного напряжения 380 В, 50 Гц. В преобразователе с помо­щью трансформатора обеспечивается гальваническая развязка сетей 3 кВ, 380 В и 110В. Для уменьшения массы и габаритов трансформатора он выполняется на повышенную частоту (1000 Гц).

В расчетной схеме контактная сеть представлена источником ЭДС ек, индуктивностью Ik и активным сопротивлением Гк. Контактная сеть имеет напряжение Uk и ток ik.

На входе преобразователя имеется дроссель с индуктивностью 1_ь равной 0,0055 Гн, и ак­тивным сопротивлением г,.

Напряжение контактной сети преобразуется в однофазное переменное напряжение вход­ным трехуровневым транзисторным инвертором. Входной инвертор содержит четыре транзистора с обратными диодами, конденсаторы и другие элементы. В конденсаторах учитываются емкости Ci и С2 (по 600 мкФ) и активные сопротивления г_с. Транзисторы включаются по два последовательно в каждом плече входного инвертора. Напряжение между ними распределяется с помощью вход­ных конденсаторов, точка соединения которых с помощью диодов объединяется с точками соеди­нения друг с другом транзисторов. Состояния транзисторов и обратных диодов описываются

Источник

Статический преобразователь собственных нужд ПСН200

Преобразователь статический собственных нужд ПСН200 (далее «преобразователь») предназначен для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей в режиме тяги, рекуперации и электродинамического торможения, питания вспомогательных электрических приводов и механизмов, цепей управления и освещения, а также заряда аккумуляторной батареи магистрального грузового электровоза постоянного тока 2ЭС6.

Наименование параметра	Значение
Номинальное питающее напряжение постоянного тока, В
Диапазон изменения рабочего напряжения сети, В	2700–4000
Диапазон изменения напряжения контактной сети, В	2200–4000
Коммутационные перенапряжения по питающему напряжению в форме полуволны синусоиды длительностью 12 мс, амплитуда, В
Атмосферные перенапряжения по питающему напряжению длительностью до 10 мкс и длительностью волны полуспада 50 мкс, В
Суммарная мощность нагрузки преобразователя, кВт
Напряжение низковольтного питания комплекта преобразователя, В Номинальная мощность не более, Вт	50±5%
Канал №1 – тормозной компрессор. Номинальная мощность электродвигателя, кВт
Канал №2 – электродвигатель вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей ТЭД1 и ТЭД2. Номинальная мощность электродвигателя, кВт
Канал №3 – электродвигатель вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей ТЭД3 и ТЭД4. Номинальная мощность электродвигателя, кВт
Номинальное линейное напряжение на выходе каналов №1–№3 (действующее значение первой гармоники), В	3х380±10%
Диапазон регулирования частоты выходного напряжения каналов №1–№3, Гц	2.5–50
Канал №4 – система обеспечения микроклимата кабины машиниста. Номинальная мощность электродвигателя, кВт
Номинальное линейное напряжение на выходе канала №4 (действующее значение первой гармоники), В	3х380±10%
Номинальное фазное напряжение на выходе канала №4 (действующее значение первой гармоники), В	220±10%
Частота выходного напряжения канала №4, Гц	50±5%
Коэффициент мощности нагрузки по каждому из каналов №1–№4 при номинальной нагрузке электродвигателей, не менее	0,7
Канал №5 – заряд аккумуляторной батареи. Номинальная мощность, кВт
Диапазон выходного напряжения канала №5, В	90–130
Диапазон выходного тока канала №5, А	16–50
Канал №6 – питание цепей управления и освещения электровоза. Номинальная мощность, кВт
Номинальное выходное напряжение канала №6, В	110±5%
Скорость нарастания напряжения на нагрузке каналов №1–№6 преобразователя, не более В/мкс
Каналы №7, 8 – питание независимых обмоток возбуждения ТЭД. Мощность каждого из каналов (длительный режим), кВт
Выходной ток каналов №7, 8 (длительный режим), А	0–600
Максимальный выходной ток каждого из каналов №7,8 (кратковременно в течение 20 мин), А
Режим работы преобразователя	Продолжи- тельный
КПД преобразователя в номинальном режиме РН, % в режиме 0.5 РН, % в режиме 0.2 РН, %
Диапазон изменения температуры окружающей среды, ºС	–40…+50
Примечание: при напряжении контактной сети в диапазоне 2200-2700 В преобразователь должен обеспечивать не менее 80% от номинальной мощности.

Источником питания преобразователя является контактная сеть постоянного тока номинальным напряжением 3000 В с необходимым набором защитного оборудования, установленного на электровозе.

Технические характеристики преобразователя приведены в таблице 4.7.

Таблица 4.7 – Основные параметры и характеристики преобразователя

4.7.2 Состав преобразователя.

Преобразователь для одной секции электровоза включает в себя:

– два стабилизатора напряжения понижающего типа РН3000;

– два управляемых выпрямителя СТПР1000;

– два стабилизатора напряжения понижающего типа СТПР600;

– шкаф преобразования частоты (ПЧ);

– два преобразователя напряжения в код (ПНКВ);

– два блока связи со средствами измерения (БС).

Все составные части преобразователя имеют законченное конструктивное исполнение и снабжены блочными частями соединителей. Объединение блоков осуществляется кабелями, снабженными кабельными частями соединителей.

Структурная схема комплекта ПСН для одной секции электровоза приведена на рисунке 4.19.

Рисунок 4.19 — Структурная схема ПСН одной секции электровоза

4.7.3 Резервирование преобразователя.

В целях повышения надежности ПСН применена концепция резервирования шкафов преобразователя. Схема резервирования представлена на рисунке 4.20. Переключение коммутирующих устройств осуществляется в ручном режиме, при выходе из строя одного или нескольких шкафов преобразователя. Данный режим работы является аварийным. В этом режиме работы неисправный шкаф или шкафы преобразователя отключаются от питающего напряжения соответствующими переключателями. Конструктивно резервирующие переключатели расположены в блоке аппаратов №3 (схема электрическая соединений МАВБ.661123.030 Э4.1 разработки ОАО «УЗЖМ»).

Рисунок 4.20 — Схема резервирования преобразователя

Источник

Статический преобразователь

Статический преобразователь — устройство, предназначенное для преобразования рода тока, напряжения и частоты в силовых, вспомогательных и низковольтных цепях управления и защиты на электроподвижном составе (ЭПС) и тяговых подстанциях, в устройствах связи и СЦБ, в депо и т. д. Статический преобразователь не содержит подвижных частей, состоит из трансформатора (на переменном токе), управляемых и неуправляемых вентилей, аппаратуры управления, охлаждения, защиты и сигнализации.

Классификация преобразователей

По виду применяемых вентилей статические преобразователи подразделяют на ионные (газотронные, ртутные) и полупроводниковые (кремниевые, селеновые, германиевые и др.); по типу вентилей — на диодные, тиристорные и диодно-тиристорные, с 1990-х годов получают распространение транзисторные преобразователи. На тяговых преобразователях подвижного состава в настоящее время применяются запираемые тиристоры (GTO) и транзисторы IGBT в зависимости от мощности привода.

По выполняемым функциям выделяют выпрямительные преобразователи, инверторные и выпрямительно-инверторные преобразователи; по способу регулирования напряжения — на импульсные (постоянного тока), импульсно-фазовые, зонно-фазовые, частотные, частотно-импульсные, широтно-импульсные и др.

Статические преобразователи могут быть зависимыми от питающего напряжения (для ЭПС переменного тока) и независимыми (для ЭПС постоянного тока); выполняются с охлаждением естественным и принудительным, воздушным и жидкостным (масляным), а также термосифонным.

Конструктивно статические преобразователи могут быть стационарными и передвижными, на ЭПС внутрикузовными (внутривагонными) и подвагонными.

Статические преобразователи силовых цепей подстанций и ЭПС изготовляют в виде шкафов или панелей, в которых устанавливают вентили. По схеме соединения вентилей различают статические преобразователи 2-, 4-плечевые (мостовые), 6-, 8-, 10-плечевые и другие с последовательно-параллельным включением вентилей.

На ЭПС применяют статические преобразователи в тяговом исполнении (см. рис.) с электрическими вентилями, выполненные с учётом соответствующих технических условий. В маломощных, низковольтных статических преобразователях используют вентили общетехнического изготовления.

На железной дороге распространены также полупроводниковые статические преобразователи, более надёжные по сравнению с ртутными, имеющие меньшие габаритные размеры и массу, больший срок службы, не токсичные при обслуживании и ремонте.

Статические преобразователи для ЭПС должны обеспечивать:

работоспособность ЭПС без ограничений мощности при выходе из строя одного из вентилей (в любом плече) и при повреждениях в цепях управления; удобную и быструю замену повреждённых вентилей;

устойчивую работу при изменении значения и формы питающего напряжения в установленных пределах.

При работе статические преобразователи открываются и закрываются в соответствии с заданным алгоритмом управления, в результате чего в нагрузке возникает ток в определённые периоды времени. На ЭПС устанавливают один или несколько силовых статических преобразователей, от каждого из которых питается один или несколько тяговых электродвигателей. Мощность таких статических преобразователей — до нескольких тысяч кВт, рабочее напряжение — от единиц до нескольких тысяч В; сила тока — от единиц до нескольких тысяч А.

Совершенствование статических преобразователей возможно в направлении улучшения их параметров, снижения габаритных размеров и массы, уменьшения числа вентилей при обеспечении той же мощности, повышения надёжности, упрощения системы обслуживания и ремонта.

История развития и области применения

Первыми на электрическом транспорте получили распространение ртутные (игнитронные) выпрямители, применявшиеся на тяговых подстанциях для преобразования тока промышленной частоты в постоянный. Они использовались также для питания тяговых двигателей на первых электровозах переменного тока. До 1960-х годов ртутные выпрямители оставались единственными аппаратами, имевшими массовое распространение.

Ртутные выпрямители имели ряд недостатков, главными из которых были большие габариты и опасность выделения ртутных паров при повреждении корпуса аппарата. По мере появления кремниевых и германиевых вентилей ртутные выпрямительные установки были заменены полупроводниковыми. Полупроводниковые диодные выпрямители до сих пор широко применяются на тяговых подстанциях постоянного тока, электровозах переменного тока, тепловозах с передачей переменно-постоянного тока.

С 1960-х годов предпринимались попытки создания бестрансформаторных преобразователей постоянного тока и инверторов на основе тиристоров, но преобразователи на их основе имели низкую надежность, высокую стоимость и большие габариты, что сдерживало их массовое применение. Сдерживал их распространение и низкий технический уровень большинства эксплуатационных предприятий. Отдельные полупроводниковые приборы имели малое напряжение пробоя и номинальный ток, что приводило к необходимости применения в силовых преобразователях сборок с большим числом приборов. Предлагались схемы ЭПС, в которых тиристорные преобразователи тягового тока использовались совместно с контактными аппаратами, а иногда и с реостатным регулированием для уменьшения числа ступеней и повышения плавности регулирования, однако они не получили массового применения.

Основными областями применения тиристорных преобразователей были управляемые выпрямители на тяговых подстанциях, где требования к массогабаритным характеристикам менее жесткие, а также преобразователи собственных нужд и регуляторы поля тяговых двигателей на подвижном составе, так как в этих цепях коммутируемые токи сравнительно малы.

С 1974 года серийно строились электровозы ВЛ80 р , на которых тиристорный преобразователь использовался не только для плавного регулирования тока тяговых двигателей, но и был способен работать в режиме инвертора, обеспечивая рекуперацию. На городском транспорте СССР массовое применение тяговых статических преобразователей на основе тиристоров началось только с середины 80-х годов.

Начиная с 2000-х годов в России массово строится подвижной состав ГЭТ и метрополитена с тяговыми преобразователями на основе IGBT-транзисторов, как изменяющих напряжение постоянного тока на коллекторных двигателях, так и автономных инверторов для питания асинхронных тяговых двигателей.

На железной дороге в 1990-х и 2000-х годах испытывались и эксплуатировались опытные образцы и малые серии (например, ЭП10) подвижного состава с преобразователями зарубежного производства на основе вентилей GTO, но массовое применение тяговых статических преобразователей на современной элементной базе начато только с серийным производством электровозов 2ЭС10 в 2012 году.

• «Энциклопедия железнодорожного транспорта», научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 1995 год.

Источник