Перетворювач з трифазним інвертором і напівпровідниковим вмикачем гальмових резисторів

Корисна модель відноситься до електротехніки і може бути використана у електроприводах, головним чином тягових, з асинхронними двигунами. Відомі перетворювачі, основані на IGB - транзисторних інверторах і установлених у ланцюгу постійного струму IGB - транзисторних вмикачах гальмових резисторів [1, 2]. Недоліком цих перетворювачів є те, що у режимі резисторного гальмування рухомого состава у гальмовий резистор, якщо не прийняті відповідні дії, надходить енергія не тільки від тягового асинхронного двигуна, працюючого генератором, але і від джерела живлення постійного струму. Щоб уникнути цього, вимикають контактор живлення, що відбувається часто, від чого зменшується його ресурс. Крім того, гальмова потужність рухомого состава, як правило, перевищує тягову, через що IGB - транзисторні модулі інвертора треба приймати більше потужними. Перетворювач, найбільш близький до корисної моделі, що заявляється, описано у [2]. Відомий перетворювач, обраний прототипом, містить IGB - транзисторний інвертор та IGB - транзисторний чопер, виконуючий функцію вмикача гальмового резистора у роботу. Недоліком прототипу є те, що при його використанні інтенсивно експлуатується контактор живлення, із-за чого знижується надійність, і він потребує потужних IGB - транзисторних модулів. Крім цього, IGB - транзистор чопера менше надійний прилад ніж, наприклад, тиристор. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення надійності перетворювача. Технічний результат досягається застосуванням вмикача перемінного струму, що утворено з трьох тиристорів, з'єднаних послідовно один за одним у трикутник, між вершинами якого і фазами перемінного струму інвертора включені гальмові резистори. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленням на Фіг.1, де подана принципова схема перетворювача. Перетворювач містить трифазний інверторний міст, у плечах якого застосовані IGB - транзисторні модулі 1 з транзисторами 2 і зворотними діодами 3. До полюсів 4, 5 постійного струму інвертора приєднане джерело живлення 6. До фазних виводів перемінного струму інвертора U, V, W приєднані асинхронний тяговий двигун 7 та гальмові резистори 8, 9, 10, які з другого боку приєднані відповідно до вершин X, Y, Z трикутника, утвореного тиристорами 11, 12, 13 вмикача 14, який уводить гальмові резистори у роботу. 15 - контактор живлення. Пристрій працює таким чином. У тяговому режимі тиристори 11, 12, 13 вимкнені; потужність від джерела живлення 6 через інвертор подається у двигун 7. У гальмовому режимі тиристори 11, 12, 13 вмикаються і з'єднують кінці X, Y, Z резисторів 8, 9, 10 у загальну нульову точку, таким чином вмикач 14 уводить гальмові резистори у роботу. Двигун 7 працює генератором навантаженим на гальмові резистори 8, 9, 10. Наприклад, коли на його виводах діє напруга з потенціалами (+) на U, (+) на V, (-) на W, струми протікають у ланцюгах: 7 - U -8 -X -11 -Y – 12 – Z – 10 – W –7 тa 7 - V – 9 – Y – 12 – Z – 10 – W - 7, тобто гальмова потужність, яку генерує двигун 7, навпростець подається у гальмові резистори. Щоб вимкнути тиристори 11, 12, 13 з дії досить зняти з них сигнали керування. Регулювання величини гальмового струму здійснюється, або інвертором за допомогою ШІМ напруги, або зміною фазового кута вимкнення тиристорів 8, 9, 10. При цьому у інверторі циркулює реактивний струм, тобто у кожний момент включені діоди і тільки один транзистор, що не дозволяє протікати струму від джерела у резистори, контактор 15 не треба вимикати. Таким чином, корисна модель, що заявляється забезпечує гальмування за допомогою тиристорів, які більше надійні, ніж IGB - транзисторний чопер, не потребує надмірних маніпуляцій з контактором живлення, не потребує збільшення потужності IGB - транзисторних модулів інвертора, оскільки гальмовий струм не протікає крізь них. Джерела інформації: 1. Система "ТВ Эуропулсе " фирмы ALSTOM. 2. Trolleybus type AG-300T. Kiepe Elektrik GmbH & Co. KG.