Тяговий асинхронний електропривід

Тяговий асинхронний електропривід, що містить два асинхронних електродвигуни і перетво 3 послідовно, а саме - кінець обмотки фази першого двигуна з'єднаний з початком обмотки однойменної фази другого двигуна; аналогічно з'єднані обмотки інших однойменних фаз двигунів. Для керування електроприводом пропонується наступний спосіб: при живленні від джерела низької напруги паралельно з'єднані суміжні IGB транзистори зв'язаних між собою однофазних інверторних мостів діють синхронно й безупинно протягом півперіоду вихідної напруги, а широтно-імпульсну модуляцію (ШІМ) напруги здійснюють крайні однойменні IGB транзистори мостів, що діють синхронно; при живленні від джерела високої напруги суміжні системні IGB транзистори відключені, а ШІМ напруги здійснюють крайні однойменні IGB транзистори, що діють у протифазі по черзі. Суть технічного рішення, що заявляється, ілюструє принципова схема електроприводу на Фіг., де 1, 2 - джерела живлення відповідно низької й високої напруг. Джерела вводяться в роботу включенням контактів 3 і 4. Загороджувальні діоди 5 і 6 виключають взаємопідживлення джерел. Обмотки А, В із двигунів 7 (перший) і 8 (другий) зібрані за схемою "розімкнутий трикутник", причому однойменні обмотки з'єднані між собою: кінці обмоток першого двигуна 7 з'єднані з початками однойменних обмоток другого двигуна 8. Обмотки двигунів підключені кожна до свого однофазного інверторного мосту 9, утвореному IGB транзисторами 10. IGB транзистори 10.2 і 10.3 є суміжними для двох однойменних зв'язаних між собою мостів, a IGB транзистори 10.1 і 10.4 є крайніми. Робота схеми протікає в такий спосіб. При включеному контакті 3 і відключеному контакті 4 у схему подається низька напруга від джерела 1. Включенням у мостах 9.7 IGB транзисторів 10.1 і 10.2 протягом першого півперіоду на обмотках двигуна 7 формуються позитивні півхвилі напруги. Включенням у мостах 9.8 IGB транзисторів 10.1 і 10.2 протягом першого півперіоду на обмотках двигуна 8 формуються негативні півхвилі напруги. IGB транзистори 10.1 в обох мостах 9.7 і 9.8 здійснюють ШІМ вихідної напруги мостів синхронно протягом першого півперіоду вихідної напруги; IGB транзистори 10.2 мостів синхронно проводять струм безупинно протягом першого півперіоду вихідної напруги. Негативні півхвилі вихідних напруг мостів 9.7 і позитивні півхвилі мостів 9.8 на другому півперіоді вихідних напруг формуються аналогічно IGB транзисторами 10.3 і 10.4: 10.4 здійснюють ШІМ, а суміжні 10.3 включені синхронно й безупинно протягом другого півперіоду. У такий спосіб в однойменних обмотках двигунів синхронно формуються напруги в протифазі з тим самим чергуванням фаз. Отже, при роботі тягового електроприводу від джерела низької напруги кожний інверторний міст 67134 4 формує вихідну напругу з джерела живлення при паралельному включенні блоків "міст-обмотка". При включеному контакті 4 у схему подається висока напруга від джерела 2. Суміжні IGB транзистори 10.2 і 10.3 у всіх мостах постійно відключені й однойменні обмотки двигунів включені згідно послідовно. Позитивна півхвиля напруги на обмотках формується IGB транзисторами 10.1 у мостах 9.7 і IGB транзисторами 10.4 у мостах 9.8. Негативна півхвиля напруги на обмотках формується IGB транзисторами 10.4 у мостах 9.7 і IGB транзисторами 10.1 у мостах 9.8. При цьому, який з IGB транзисторів у цих парах здійснює ШІМ не принципово, однак із практичної точки зору для рівномірного розподілу втрат потужності між IGB транзисторами переважно здійснювати ШІМ у наступному порядку: - на першому півперіоді формуються позитивні півхвилі включенням IGB транзисторів 10.1 у мостах 9.7 у режимі ШІМ і IGB транзисторів 10.4 у мостах 9.8 безупинно; - на другому півперіоді формуються негативні півхвилі включенням IGB транзисторів 10.1 у мостах 9.8 у режимі ШІМ і IGB транзисторів 10.4 у мостах 9.7 безупинно; - на третьому півперіоді формуються позитивні півхвилі включенням IGB транзисторів 10.1 у мостах 9.7 безупинно й IGB транзисторів 10.4 у мостах 9.8 у режимі ШІМ; - на четвертому півперіоді формуються негативні півхвилі включенням IGB транзисторів 10.1 у мостах 9.8 безупинно й IGB транзисторів 10.4 у мостах 9.7 у режимі ШІМ. Далі представлений алгоритм почергової дії й режиму включення IGB транзисторів повторюється. У підсумку, при роботі тягового електроприводу від джерела високої напруги крайні IGB транзистори мостів формують на кожній обмотці двигунів напругу з половини вхідної. Завдяки цьому в нашому прикладі при живленні від контактної мережі підвищення частоти ШІМ на малих швидкостях електровоза складе 1,5 частоти ШІМ при живленні від акумуляторної батареї, що вдвічі менше, ніж у прототипі. Відповідно динамічні втрати потужності в IGB транзисторах у пропонованій схемі будуть удвічі менше в порівнянні з відомою схемою. Більше того, статичні втрати потужності в IGB транзисторах у запропонованій схемі при живленні від джерела високої напруги будуть удвічі менше, ніж у прототипі, оскільки в ній задіяно в роботі вдвічі менше IGB транзисторів (чотири проти восьми). У результаті пропоноване технічне рішення в порівнянні з відомим при живленні електроприводу від контактної мережі забезпечує зниження загальних втрат потужності в IGB транзисторах удвічі. 5 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 67134 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601