Анализ вариантов схемных решений тягового преобразователя электровоза с промежуточным звеном повышенной частоты

Abstract

В настоящее время, наиболее перспективным в качестве привода тягового электрического подвижного состава железных дорог Украины считается асинхронный тяговый двигатель с короткозамкнутым ротором. На железных дорогах мира такой привод широко используется порядка 30 лет. Основным преобразователем для получения трехфазного напряжения на зажимах двигателей, в большинстве случаев, применяется автономный инвертор напряжения на основе тиристоров или биполярных транзисторов с изолированным затвором. Из возможных вариантов силовых схем статических преобразователей частоты и числа фаз для магистральных электровозов переменного тока практически всегда применяют схему с входным 4q-S преобразователем (неуправляемый выпрямитель с широтно-импульсным регулированием) и автономным инвертором напряжения (АИН), а для электровозов постоянного тока – схемы с входным импульсным регулятором и автономным инвертором напряжения или прямым подключением последнего к напряжению контактной сети [1]. Для электровозов двойного питания эти два входных преобразователя совмещают в одном, максимально используя элементную базу для преобразования постоянного и переменного тока. Как альтернатива, в научных разработках предлагаются достаточно интересные функциональные решения, позволяющие исключить ряд недостатков 4q-S преобразователей. Одним из таких решений, в ряде работ [2, 3], рассматривается применение промежуточного преобразователя повышенной частоты. Основной аргументацией такого решения является снижение массы тягового трансформатора и повышение коэффициента полезного действия.