Преобразование напряжения тяговой сети в трехфазную систему

Как известно, в настоящее время в России применяются 2 системы тягового электроснабжения: постоянного тока с напряжением в контактной сети 3,3 кВ и переменного однофазного тока с напряжением в контактной сети 27,5 кВ.

Для тягового электропривода электроподвижного состава используются:

- коллекторные двигатели постоянного тока;

- бесколлекторные двигатели трехфазного тока.

Для преобразования напряжения тяговой сети в напряжение, подаваемое на тяговые двигатели используются преобразователи различных видов и типов. Рассмотрим схемы получения трехфазной системы из системы тягового электроснабжения. На рисунке 1 приведена схема, поясняющая преобразование напряжения тяговой сети однофазного переменного тока 27,5 кВ в трехфазную систему, а на рисунке 2 приведена схема, поясняющая преобразование напряжения тяговой сети постоянного тока 3,3 кВ в трехфазную систему.

Рис. 3.9 Схема преобразования электроэнергии однофазного тока в трехфазный: а — схема замещения преобразователя; б — формы токов в различных звеньях преобразователя: i_C — сети; i_M — на входе входной преобразовательной установки; i — на выходе входной установи; i₂, i_C2 — фильтра звена постоянного тока; i_Н — входной ток автономного инвертора напряжения; i_Д — фазный ток двигателя

На рисунках тяговый преобразователь представляет собой агрегат, в состав которого входят:

- тяговый однофазный трансформатор (на переменном токе),

- входная преобразовательная установка,

- звено постоянного тока с фильтром,

- выходная преобразовательная установка.

При различных системах питания требуется входная установка, обеспечивающая разные функции преобразования электроэнергии: на переменном токе — выпрямление однофазного тока в режиме тяги и инвертирование в режиме рекуперативного торможения, а на постоянном токе — изменение уровня напряжения тяговой сети. Выходная преобразовательная установка выполняет функцию преобразования постоянного тока в трехфазный переменный ток регулируемой частоты и регулируемого напряжения в тяговом режиме и обратное преобразование трехфазного тока тяговых двигателей, переведенных в режим генератора, в постоянный ток при электрическом торможении.

Рис. 3.10 Схема преобразования электроэнергии постоянного тока в трехфазный: а — схема замещения преобразователя; б — формы токов в различных звеньях преобразователя: i_C — сети; i_C1 — входного фильтра; i_B — входного импульсного преобразователя; i — на выходе импульсного преобразователя; i_C2 — фильтра звена постоянного тока; i_И — ток на входе автономного инвертора напряжения; i_Д — фазный ток двигателя