Тяговый преобразователь

Тя́говый преобразова́тель — силовой модуль, предназначенный для управления электроприводом. Используются в основном для асинхронных приводов, являются основными элементами силовых цепей электротранспорта и подъёмной техники.

Самыми распространёнными видами тяговых преобразователей являются трёхфазные преобразователи (инверторы) по схеме Ларионова («три параллельных полумоста») на тиристорных ключах (GTO) или на транзисторных ключах (IGBT).

Виды преобразователей

Самыми распространёнными видами тяговых преобразователей на сегодняшний день являются GTO и IGBT, пришедшие на смену приводов с реостатным регулятором .

Приводы с реостатным регулятором начали использоваться в электротранспорте с 1880-х годов для обеспечения плавного передвижения вагона. Автоматический реостатный регулятор известен с начала XX века и называется реостатно-контакторной системой управления (РКСУ). Главным элементом является контактор с системой реостатов (на сленге техников «ускоритель»). При нажатии педали ускорения («ходовой» педали) «палец» ускорителя начинает медленно смещаться к контакту; машина начинает плавно ускоряться. При торможении привод переходит в режим генератора и нагревает резистор.

Недостатки:

• Перегрев, приводящий к частым поломкам подвижного состава.
• Избыточный расход электроэнергии.

Решение проблемы:

В 1970-х годах в нескольких странах одновременно началась разработка тиристорных систем контроля привода. Широкое распространение эта система получила в 1980-х годах, начиная с 1981 года троллейбусы Škoda 14Tr стали снабжаться GTO-модулями. Такая система носит название тиристорно-импульсной системы управления (ТИСУ). Ток от тягового преобразователя подаётся на привод с частотой 400 Гц с регулируемой скважностью. Это как обеспечивает плавный ход, так и позволяет избегать ненужного расхода электроэнергии.

Трёхфазный преобразователь по схеме Ларионова на тиристорах (GTO)

GTO

GTO — Gate Turn Off — преобразователь, силовая цепь которого содержит тиристоры. Разработка тиристорно-импульсных преобразователей началась в 1970-х годах из-за недостатков реостатных регуляторов (ускорителей) электротранспорта.

GTO-преобразователи используются в большинстве электротранспорта, выпущенного в 1980-х годах.

IGBT

IGBT — Insulated Gate Bipolar Transistor . Разработка началась в 1990-х, широкое применение нашли с конца 1990-х годов. Упрощается реализация рекуперативного торможения. Троллейбус или трамвай, снабжённый IGBT-модулем при торможении (при переходе привода в режим генератора) не нагревает реостат, а отдаёт ток обратно на тяговую подстанцию.

Двойное трансформирование приводит к двойному расходу меди и стали. В этой схеме транзисторные ключи создают только один полупериод. Эта схема является аналогом трёх однополупериодных выпрямителей со всеми их недостатками — большое эквивалентное активное сопротивление (большой расход меди), очень низкий коэффициент использования габаритной мощности трансформатора (большой расход стали). Один трёхфазный трансформатор такой же мощности имеет меньший вес и размеры, чем три однофазных. Поэтому, как и в мощных выпрямителях, в мощных преобразователях (инверторах) перешли к трёхфазным преобразователям по схеме Ларионова, которая позволяет применить ключи с почти вдвое меньшей мощностью. Преобразователь по схеме «три параллельных полных моста» имеет ещё лучшие характеристики и позволяет применять ключи с почти вдвое меньшей мощностью, чем в схеме Ларионова.

Трёхфазный преобразователь по схеме «три параллельных полных моста»

Трёхфазный преобразователь по схеме «три параллельных полных моста» (на двенадцати ключах) по многим параметрам превосходит инвертор по схеме Ларионова («три параллельных полумоста» (на шести ключах)).

См. также

• Частотно-регулируемый привод
• Тиристорно-импульсная система управления
• Электропривод
• Инвертор (электротехника)

Ссылки

• [www.ene.ttu.ee/elektriajamid/teadus/sagedusmuundurid/Tyristorsagedusmuundi.jpg GTO-модуль в лаборатории Таллинского технического университета]
• [www.ene.ttu.ee/elektriajamid/teadus/tramm/slide0001.html Установка IGBT-модуля на Таллинский трамвай Tatra KT4 № 107, проект разработан Таллинским техническим университетом]
• [www.ene.ttu.ee/elektriajamid/teadus/tramm/tvm1_tehnilised_andmed.html Технические данные IGBT-модуля для трамвая Tatra KT4]
• [irbis-privod.ru/tyagovyyprivodtrolleybusa/ Тяговый IGBT-привод троллейбуса производства ООО НПФ «Ирбис» и ЗАО «Арстерм»]
• [irbis-privod.ru/tyagovyyprivodtramvaya/ Тяговый IGBT-привод трамвая производства ООО НПФ «Ирбис» и ЗАО «Арстерм»]

Отрывок, характеризующий Тяговый преобразователь

В фигуре, где ему надо было выбирать дам, шепнув Элен, что он хочет взять графиню Потоцкую, которая, кажется, вышла на балкон, он, скользя ногами по паркету, выбежал в выходную дверь в сад и, заметив входящего с Балашевым на террасу государя, приостановился. Государь с Балашевым направлялись к двери. Борис, заторопившись, как будто не успев отодвинуться, почтительно прижался к притолоке и нагнул голову.
Государь с волнением лично оскорбленного человека договаривал следующие слова:
– Без объявления войны вступить в Россию. Я помирюсь только тогда, когда ни одного вооруженного неприятеля не останется на моей земле, – сказал он. Как показалось Борису, государю приятно было высказать эти слова: он был доволен формой выражения своей мысли, но был недоволен тем, что Борис услыхал их.
– Чтоб никто ничего не знал! – прибавил государь, нахмурившись. Борис понял, что это относилось к нему, и, закрыв глаза, слегка наклонил голову. Государь опять вошел в залу и еще около получаса пробыл на бале.
Борис первый узнал известие о переходе французскими войсками Немана и благодаря этому имел случай показать некоторым важным лицам, что многое, скрытое от других, бывает ему известно, и через то имел случай подняться выше во мнении этих особ.

Неожиданное известие о переходе французами Немана было особенно неожиданно после месяца несбывавшегося ожидания, и на бале! Государь, в первую минуту получения известия, под влиянием возмущения и оскорбления, нашел то, сделавшееся потом знаменитым, изречение, которое самому понравилось ему и выражало вполне его чувства. Возвратившись домой с бала, государь в два часа ночи послал за секретарем Шишковым и велел написать приказ войскам и рескрипт к фельдмаршалу князю Салтыкову, в котором он непременно требовал, чтобы были помещены слова о том, что он не помирится до тех пор, пока хотя один вооруженный француз останется на русской земле.
На другой день было написано следующее письмо к Наполеону.
«Monsieur mon frere. J'ai appris hier que malgre la loyaute avec laquelle j'ai maintenu mes engagements envers Votre Majeste, ses troupes ont franchis les frontieres de la Russie, et je recois a l'instant de Petersbourg une note par laquelle le comte Lauriston, pour cause de cette agression, annonce que Votre Majeste s'est consideree comme en etat de guerre avec moi des le moment ou le prince Kourakine a fait la demande de ses passeports. Les motifs sur lesquels le duc de Bassano fondait son refus de les lui delivrer, n'auraient jamais pu me faire supposer que cette demarche servirait jamais de pretexte a l'agression. En effet cet ambassadeur n'y a jamais ete autorise comme il l'a declare lui meme, et aussitot que j'en fus informe, je lui ai fait connaitre combien je le desapprouvais en lui donnant l'ordre de rester a son poste. Si Votre Majeste n'est pas intentionnee de verser le sang de nos peuples pour un malentendu de ce genre et qu'elle consente a retirer ses troupes du territoire russe, je regarderai ce qui s'est passe comme non avenu, et un accommodement entre nous sera possible. Dans le cas contraire, Votre Majeste, je me verrai force de repousser une attaque que rien n'a provoquee de ma part. Il depend encore de Votre Majeste d'eviter a l'humanite les calamites d'une nouvelle guerre.
Je suis, etc.
(signe) Alexandre».
[«Государь брат мой! Вчера дошло до меня, что, несмотря на прямодушие, с которым соблюдал я мои обязательства в отношении к Вашему Императорскому Величеству, войска Ваши перешли русские границы, и только лишь теперь получил из Петербурга ноту, которою граф Лористон извещает меня, по поводу сего вторжения, что Ваше Величество считаете себя в неприязненных отношениях со мною, с того времени как князь Куракин потребовал свои паспорта. Причины, на которых герцог Бассано основывал свой отказ выдать сии паспорты, никогда не могли бы заставить меня предполагать, чтобы поступок моего посла послужил поводом к нападению. И в действительности он не имел на то от меня повеления, как было объявлено им самим; и как только я узнал о сем, то немедленно выразил мое неудовольствие князю Куракину, повелев ему исполнять по прежнему порученные ему обязанности. Ежели Ваше Величество не расположены проливать кровь наших подданных из за подобного недоразумения и ежели Вы согласны вывести свои войска из русских владений, то я оставлю без внимания все происшедшее, и соглашение между нами будет возможно. В противном случае я буду принужден отражать нападение, которое ничем не было возбуждено с моей стороны. Ваше Величество, еще имеете возможность избавить человечество от бедствий новой войны.
(подписал) Александр». ]


13 го июня, в два часа ночи, государь, призвав к себе Балашева и прочтя ему свое письмо к Наполеону, приказал ему отвезти это письмо и лично передать французскому императору. Отправляя Балашева, государь вновь повторил ему слова о том, что он не помирится до тех пор, пока останется хотя один вооруженный неприятель на русской земле, и приказал непременно передать эти слова Наполеону. Государь не написал этих слов в письме, потому что он чувствовал с своим тактом, что слова эти неудобны для передачи в ту минуту, когда делается последняя попытка примирения; но он непременно приказал Балашеву передать их лично Наполеону.