Лекции для студентов специальности 190623 «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог (электроподвижной состав)» по теме 1.7 «Электропривод и преобразователи подвижного состава» (МДК 01.01. Конструкция, техническое обслуживание и ремонт подвижного состава ; ПМ 01. Эксплуатация и техническое обслуживание подвижного состава) (стр. 14 )

3.  Изменение длительности высокочастотных импульсов, формируемых каждым тиристором в течение полупериода рабочей частоты (широтно – импульсная модуляция). При уменьшении длительности импульсов выходное напряжение уменьшается, но период модуляции (период управляющих импульсов) остаётся неизменным.

6.3 Принцип действия ВИП.

Выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИП) — статическое устройство для преобразования переменного тока (напряжения) в постоянный (выпрямление) и постоянного в переменный (инвертирование).

На электроподвижном составе переменного тока выпрямление тока производится в тяговом режиме, инвертирование — в режиме рекуперативного торможения.

В начале 1960-х годов на электровозах ВЛ60к устанавливали игнитронные (ртутные) ВИП. Первый ВИП на тиристорах был смонтирован на опытном электровозе ВЛ80р в 1967 году.

Электровоз ВЛ-65 получает питание от контактной сети переменного тока. В качестве ТЭД используются коллекторные двигатели НБ-514.Для выпрямления переменного тока контактной сети и плавного регулирования ТЭД служит выпрямительно – инверторный преобразователь (ВИП). При рекуперативном торможении пульсирующий ток ТЭД, работающих в режиме генератора, с помощью ВИП преобразуется в переменный ток.

Силовая схема ВИП предусматривает четыре зоны регулирования выпрямленного напряжения. Очередность открытия плеч ВИП в выпрямительном (тяга) и инверторном (рекуперация) режимах определяется алгоритмом работы системы управления преобразователями электровоза. БУВИП (блок управления выпрямительно–инверторной установкой) формирует и в соответствии с заданным алгоритмом распределяет по плечам всех ВИПов управляющие импульсы, запускающие систему формирования импульсов, которая в свою очередь формирует и распределяет по тиристорам управляющие импульсы требуемых параметров с заданной фазой и в заданной алгоритмом последовательности.

Для обеспечения равномерного распределения напряжения по последовательно соединенным тиристорам используют шунтирующие резисторы. Равномерное распределение тока по параллельным ветвям тиристоров достигается благодаря применению индуктивных делителей, а также подбором последовательно соединенных тиристоров по суммарному падению напряжения при двух значениях тока: предельном и 0,25 предельного.

Для обеспечения работы в выпрямительном и инверторном режимах используют четыре типа управляющих импульсов.

управляющий импульс, подаваемый в начало полупериода, фаза которого соответствует минимальному углу регулирования тиристоров в тяговом режиме (αо).

управляющий импульс, подаваемый на тиристоры в режиме рекуперации (β).

управляющий импульс, регулируемый по фазе от αmax до αmin.

нерегулируемый задержанный по фазе управляющий импульс, используемый в режиме тяги.

Режим	Зона	Полупериод	Алгоритм работы плеч ВИП
1	2	3	4	5	6	7	8
Тяговый	I	+
_
II	+
_
III	+
_
IV	+
_
Рекуперативный	IV	+
_
III	+
_
II	+
_
I	+
_

Тяговый режим.

Для поддержания высокого коэффициента мощности регулирование напряжения в тяговом режиме разделено на четыре зоны.

Вторичная обмотка тягового трансформатора состоит из трёх секций. Номинальное напряжение на обмотках I и II – 315 В, обмотка III имеет напряжение 630 В.

На первой зоне регулирования угол регулирования αрmax, имеет максимальное значение, при этом выпрямленное напряжение минимально. Подавая управляющие импульсы αр на тиристорные плечи 4 – 6, фаза которых регулируется в пределах от αmax до αmin, можно изменять выпрямленное напряжение от минимального значения Udmin до ¼ Udн – номинального выпрямленного напряжения преобразоваВ.

На второй зоне регулирования выпрямленное напряжение складывается из напряжений секции I обмотки трансформатора и напряжения секции II, дополнительно прикладываемого к тяговому двигателю на интервале αр ÷ π. При минимальной величине фазы импульсов управления αр, подаваемых на плечи 1 – 2 на второй зоне регулирования, выпрямленное напряжение увеличивается до ½ Udн.

На третьей зоне регулирования секции I и II заменяются секцией III с напряжением 630 В. К ней добавляется, регулируемое по фазе, напряжение секции I. При изменении αр подаваемого на плечи 3 и 4, от αmax до αmin выпрямленное напряжение достигает ¾ Udн.