Тяговый преобразователь

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Содержание

1 Общее представление
2 Виды преобразователей
3 GTO
4 IGBT

[править] Общее представление

Тяговый преобразователь — силовой модуль, предназначеный для увеличения производительности привода. Используются в основном для асинхронных приводов, являются основными элементами силовых цепей электротранспорта и подъёмной техники. Самыми распространёнными видами тяговых преобразователей являются GTO и IGBT.

[править] Виды преобразователей

Реостатный регулятор привода электротранспорта 1960-х. Использовался для обеспечения плавного перемещения машины. Недостатками являлись перегрев и огромный расход электроэнергии, что привело к разработке GTO-модулей (тиристорных).

Самыми распространёнными видами тяговых преобразователей на сегодняшний день являются GTO и IGBT, пришедшим на смену реостатным регуляторам приводов.

Реостатные регуляторы приводов 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 начинется 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 Шкода 14Тр стали снабжаться GTO-модулями. Такая система носит название тиристорно-импульсной система управления (ТИСУ). Ток от тягового преобразователя подаётся на привод с частотой 400 импульсов/минута с регулируемой скважностью. Это как обеспечивает плавный ход, так и позволяет избегать ненужного расхода электроэнергии.

[править] GTO

Основная статья: GTO

GTO преобразователь для 2 приводов

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.

GTO-модуль в лаборатории Таллинского технического унивеситета

[править] IGBT

Основная статья: IGBT

Схема IGBT для троллейбуса с 1 приводом.

IGBT — Insulated Gate Bipolar Transistor — преобразователь, цепь которого содержит биполярные транзисторы. 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 резистор, а отдаёт ток обратно на тяговую подстанцию.

Установка IGBT-модуля на Таллиннский трамвай Tatra KT4 №107, проект разработан Таллиннским техничеким университетом

Технические данные IGBT-модуля для трамвая Tatra KT4