Научная статья на тему 'Определение удельного объема статичных преобразователей тягового асинхронного электропривода'

Определение удельного объема статичных преобразователей тягового асинхронного электропривода Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
96
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПИТОМИЙ ОБ''єМ / СТАТИЧНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ / АСИНХРОННИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД / УДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕМ / СТАТИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ / АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД / SPECIFIC VOLUME / STATIC CONVERTER / ASYNCHRONOUS ELECTRIC

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Муха А. Н.

В статье затронуты вопросы определения удельного объема статических преобразователей для многосистемного электроподвижного состава железных дорог.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Муха А. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE DETERMINATION OF THE SPECIFIC VOLUME OF STATIC CONVERTERS OF ASYNCHRONOUS TRACTION DRIVE

Issues of determination of the specific volume of steady-state converters for multi-system electric rolling stock of railways are discussed in the article.

Текст научной работы на тему «Определение удельного объема статичных преобразователей тягового асинхронного электропривода»

УДК 629.423

А. М. МУХА (ДПТ)

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОГО ОБ'СМУ СТАТИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮ-ВАЧ1В ТЯГОВОГО АСИНХРОННОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДУ

У статп порушенi питання визначення питомого об'ему статичних перетворювачiв для багатосистемно-го електрорухомого складу залiзниць.

В статье затронуты вопросы определения удельного объема статических преобразователей для многосистемного электроподвижного состава железных дорог.

Issues of determination of the specific volume of steady-state converters for multi-system electric rolling stock of railways are discussed in the article.

Вступ. Питання використання асинхронного електроприводу на електрорухомому склада (ЕРС) не нове, йому присвячена значна кшь-юсть праць [1, 2, 3 та шш.]. В цих роботах ста-тичний перетворювач частоти, який е не-вщ'емною частиною асинхронного тягового електроприводу (АТЕ), розглянуто в загально-му виглядь Бiльш детально проведено порiвня-льний аналiз рiзних варiантiв побудови статичних перетворювачiв для живлення тягових аси-нхронних двигунiв (АТД) у робот [4]. Досл> дження, проведет авторами [4], базувались на можливостях елементно! бази того часу. Су-часна елементна база [5] дозволяе будувати статичш перетворювачi з великими функщона-льними можливостями.

Але не варто забувати, що габарити статичного перетворювача для електровозу обмежена розмiрами кузова, оскшьки крiм статичного перетворювача в кузовi потрiбно розташувати iнше обладнання.

Особливо гостро це питання постае при роз-робцi перспективного багатосистемного електрорухомого складу. Щц багатосистемним ма-еться на увазi ЕРС, який зможе працювати як при постшному, так i змiнному струмах при рiзних рiвнях напруги у контактнш мережi.

Вiтчизнянi електровозобудiвники вже ма-ють досвiд побудови тягового асинхронного електроприводу - електровоз змшного струму ДС3, у складi якого використовувався статич-ний перетворювач фiрми Siemens [6]. На сучас-ному етапi ведуться розробки мапстрального пасажирського електровозу постшного-змш-ного струму (3/25 кВ).

Але ж питання визначення взаемного зв'язку мiж потужшстю тягового приводу та масо-габаритними показниками статичного пе-ретворювача, що е невщ'емною його частиною,

не порушувалось, тому автором проведено ана-лiз промислових перетворювачiв для розробки рекомендацш щодо рацiональних конструктив-них показниюв перетворювачiв тягового приводу.

Мета роботи. Дослщити питання визначення питомого об'ему статичних перетворювачiв для багатосистемного електрорухомого складу залiзниць з асинхронними тяговими двигунами.

Матерiал i результати дослiдження.

Традицiйного питомий об'ем визначаемо як: V 3

VP = p [м /кВт], де V - об'ем статичного перетворювача, м3; P - потужшсть перетворювача, кВт [7].

Вихвдними даними е: потужнiсть, габарити, елементна база та вид охолодження юнуючих перетворювачiв.

У представленiй робот проаналiзованi ос-новнi показники перетворювачiв таких фiрм та пiдприемств: Siemens, АВВ, Rockwell Automation (Allen-Bradley).

Загалом проаналiзовано 402 перетворювача, з них Siemens (176), АВВ (154), Rockwell Automation (72).

Було проведено аналiз статичних перетво-рювачiв частотно-регульованого асинхронного електроприводу з номшальними напругами з ряду 380, 400, 415, 440, 460, 480, 500, 525, 575, 600, 660, 690 В (низьковольтш) та високоволь-тш перетворювачi з напругами 2300, 3300, 4160, 6000, 6600 В (представлений ряд напруг е стандартним для фiрм европейських виробни-юв перетворювачiв та частково спiвпацае з рядом номшальних напруг, ддачим в кра!нах СНД [9]).

До уваги бралися перетворювачi з потужшстю понад 75 кВт включно, оскiльки аналiз конструкцiй iснуючих перетворювачiв ведучих

фiрм виробниюв показав, що саме з ще! потуж-ност починаеться ряд конструктивного вико-нання Bcix потужних перетворювачiв.

Представленi надалi залежностi питомо! ма-си Мр = f (P) та питомого об'ему VP = f (P)

вiд потужностi перетворювачiв враховують тип елементно! бази, вид охолодження. Дiапазон робочих напруг визначено шсля попереднього порiвняння графiчних залежностей. Наприклад, на рис. 1 представлена залежшсть VP = f (P),

побудована за експериментальним даними для перетворювачiв сери Simovert фiрми Siemens (елементна база - IGBT, охолодження - приму-сове пов^ряне) з дiапазоном робочих напруг вщ 2,3 до 6 кВ.

1 ■ 2,3 КВ А 3,3 кВ

■к

* * 6 кВ

■ ■ •i *

А А ■А

А . • •

шу чергу, необхiднiстю тдвищення вiдстанi мiж елементами перетворювача.

Це твердження шдтверджуеться аналiзом залежностi вщсташ по поверхнi iзоляцi! та ве-личини повiтряного зазору вiд робочо! напруги електроустаткування [8, стор. 112, черт. 1, крива 4]. При робочш напрузi 2,3 кВ мшмальна вiдстань мiж елементами та деталями електроустаткування по поверхш повинна складати не менш як 54 мм, а при 6 кВ - не менш як 82 мм,

що в — = 1,52 рази бшьше, а вщповщно зрос-

тае i об'ем електроустаткування. Саме це сшв-вщношення пiдтверджуе отримане ранiше ств-вщношення питомих об'емiв перетворювачiв з робочими напругами 2,3 та 6 кВ.

Для отримання анал^ичних залежностей для питомого об'ему перетворювачiв серп Simovert фiрми Siemens вiд !х потужностi про-ведемо апроксимацiю експериментальних зна-чень для перетворювачiв дiапазону номшаль-них напруг 2,3...4,16 кВ (рис. 2).

5QD 1□□□ 1500 2000 2500 3000 3500 Потужшсть. кВт

Рис. 1. Залежшсть питомого об'ему перетворювач1в серп Simovert ф1рми Siemens ввд потужносп перетворювач1в

З представлених на рис. 1 залежностей ба-чимо, що в дiапазонi номшальних напруг 2,3.4,16 кВ експериментальнi дат, отримаш по каталогових параметрах перетворювачiв, знаходься в приблизно одному дiапазонi. Для перетворювачiв з напругою 6 кВ експеримента-льнi данi по питомш масi значно вiдрiзняються вщ даних дiапазону 2,3.4,16 кВ, тому в пер-шому наближеннi для отримання апроксимова-них залежностей групуемо перетворювачi з на-пругами 2,3.4,16 кВ окремо вщ перетворюва-чiв з напругою 6 кВ. Слщ вiдмiтити, що характер залежностей схожий, вони приблизно рiв-новщдалеш одна вiд одно!.

Питома маса перетворювача потужнютю 980 кВт при напрузi 2,3 кВ (рис. 1) приблизно складае 0,00798 м3/кВт, а при напрузi 6 кВ:

0,01195 м3/кВт, в 0,01195 = 1,497 рази бiльше.

0,00798

Така рiзниця в показниках питомого об'ему мiж перетворювачами з рiзною робочою напругою та однаковою потужнютю пояснюеться, в пер-

g D.DQ4

г

С

1 1 1

■ експерименталы-ii даы -апроксимована залежнють

■ ' ■

■ ^^

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Потужшсть, кВт

Рис. 2. Залежшсть питомого об'ему перетворювач1в сери Simovert ф1рми Siemens д1апазону номшальних напруг 2,3.4,16 кВ в1д потужносп перетворювач1в

Залежнiсть питомого об'ему перетворювачiв вiд потужностi апроксимувались за допомогою наступних виразiв (у загальному виглядi):

y (x) = y0 + Ae tlJ + A2eK '2J (експоненцiальна

другого порядку).

При цьому коефiцiенти апроксимацн мають наступш значення: y0 = 0,00169, A1 = 0,00902, tj = 1089,60885 , A2 = 0,00482 , t2 = 1117,9204 .

Тодi вираз для апроксимовано! залежност VP = f (P) мае вигляд:

Vp (P) = 0,001б9 + 0,00902 • e

1089,б0885

+0,00482•e

1117,9204

Анaлoгiчнo oтpимyeмo aнaлiтичнi зaлeжнoc-тi питoмoгo oб'eмy пepeтвopювaчiв cepiï Simovert фipми Siemens дiaпaзoнy нoмiнaльних нaпpyг б... б,б кВ вiд пoтyжнocтi пepeтвopювa-чiв (pиc. 3).

о.с

I-

ш

"s о.с

6 ш io

1 1

• експерименталы-ii даьп апроксимована залежнють —

1 ООО

Потужшсть. кВт

хyнкaх пpиймaeмo пepeтвopювaчi бeз пpиcтpoïв EMC. Hoмiнaльнoю нaпpyгoю для пepeтвopю-вaчiв y пepшoмy нaближeннi пpиймaeмo 2,3 кВ, ocкiльки ад вiдпoвiдae piвню нoмiнaльнoï та-^уги cyчacних тягoвих acинхpoнних двигyнiв (нaпpиклaд нoмiнaльнa нaпpyгa acинхpoннoгo двигyнa АД914, щo вcтaнoвлeний нa eлeктpoвo-зi ДC3, дopiвнюe 1870 В).

Риа 3. Зaлeжнicть питoмoгo oб'eмy пepeтвopювaчiв cepiï Simovert фipми Siemens дiaпaзoнy нoмiнaльних нaпpyг б.. ,б,б кВ вщ пoтyжнocтi пepeтвopювaчiв

Анaлiзyючи тeхнiчнi xaparcrep^ra^ тa та-paмeтpи пepeтвopювaчiв cepiï Simovert фipми Siemens, кpiм cтaндapтних пepeтвopювaчiв дo cклaдy cepiï тaкoж вхoдять пpиcтpoï з вбyдoвa-ними y пepeтвopювaч зacoбaми пoкpaщeння eлeктpoмaгнiтнoï cyмicнocтi (EMC). Ha pиc. 4 пpeдcтaвлeнi зaлeжнicть питoмoгo oб'eмy œpe-твopювaчiв cepiï Simovert з EMC фipми Siemens дiaпaзoнy нoмiнaльних та^уг 2,3.4,1 б кВ вiд пoтyжнocтi пepeтвopювaчiв, як eкcпepимeнтa-льнi, тaк i aпpoкcимoвaнi.

Ha pиc. 5 нaвeдeнi paзoм зaлeжнocтi Vp = f (P ) для пepeтвopювaчiв cepiï Simovert

бeз пpиcтpoïв EMC тa з пpиcтpoями EMC фip-ми Siemens дiaпaзoнy нoмiнaльних нaпpyг 2,3...4,1б кВ тa б...б,б кВ.

Як бaчимo з pиc.5, ввeдeння дo cклaдy œpe-твopювaчiв пpиcтpoïв для пoкpaщeння EMC знaчнo пiдвищye oб'eм пepeтвopювaчa, табли-жaючи цi пoкaзники дo пepeтвopювaчiв з бшь-шoю нoмiнaльнoю нaпpyгoю.

В cyчacних yмoвaх пoкpaщeння якocтi eлeк-тpичнoï eнepгiï в eлeктpичнiй (кoнтaктнiй) мe-peжi тa змeншeння впливу нa ocнoвнi пoкaзни-ки якocтi eлeктpoeнepгiï зi cтopoни нaвaнтa-жeння (eлeктpoвoзiв тa eлeктpoпoïздiв) е вaж-ливoю пpoблeмoю, aлe y дaнiй poбoтi ц питян-ня нe poзглядaютьcя, тому зa бaзoвi пpи poзpa-

Ш 0,012

1 1 1

■ експерименталы-ii даш -апроксимована залежнють

\i

■ \

■ \ i

1500

2000

Потужшсть, кВт

Риа 4. Зaлeжнicть питoмoгo oб'eмy пepeтвopювaчiв cepiï Simovert з EMC фipми Siemens дiaпaзoнy нoмiнaльних га^уг 2,3.. ,4,1б кВ вiд пoтyжнocтi пepeтвopювaчiв

о о

н 0

LL1

0

3 о

io

0

1 0 2

о

s 0 С

0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

■ \ о Simovert 2.3 . 4,16 кВ ■ Simovert 2,3...4,16 кВ з ЕМС -Simovert 6.0 . 6,6 кВ -

■ \ □ \

0 \ ■ \ ■ \

■ ■ □ \

\ \Х S.

ВДИНВ

1500 2000 2500 Потужшсть. кВт

Риа 5. Зaлeжнicть питoмoгo oб'eмy пepeтвopювaчiв cepiï Simovert бeз тa з EMC фipми Siemens дiaпaзoнy нoмiнaльних нaпpyг 2,3...4,1б кВ тa б...б,б кВ вiд пoтyжнocтi пepeтвopювaчiв

Дocлiдимo, яким чинoм впливae piвeнь та-пpyги нa ocнoвнi кoнcтpyктивнi пoкaзники ш-peтвopювaчiв, для ^oro пopiвняeмo зaлeжнocтi питoмoгo oб'eмy Vp = f (P) вщ пoтyжнocтi ш-

peтвopювaчiв cepiй Simovert тa Sinamics фipми Siemens, пoбyдoвaних з викopиcтaнням IGBT з пpиpoдним пoвiтpяним oхoлoджeнням. Отешь-ки пepeтвopювaчi poзpoбки тa виpoбництвa oд-meï фipми, цe в якiйcь мipi виключae фaктop впливу кoнcтpyктивних ocoбливocтeй пepeтвo-

рювачiв окремих виробниюв (що дослiдимо надат).

На рис. 6 представлена залежшсть VP = f (P), побудована за експериментальними

даними та апроксимована експоненцiальною залежнiстю другого порядку для перетворюва-4Íb сери Sinamics G150 ver. A фiрми Siemens (елементна база - IGBT, охолодження - приро-дне повiтряне), дiапазон номiнальних напруг: 380.690 В.

с 0,004

■ \

■ экспериментальны дан! -апроксимована залежнють

\

\

\

\ к ■

■ ■

■ ■

0 100 200 300 400 500 000 700 000 900 Потужшсть. кВт

Рис. 6. Залежшсть питомого об'ему перетворювач1в серп Sinamics G150 ver. A фiрми Siemens ввд потуж-ност перетворювачiв VP = f (P)

Порiвняемо мiж собою залежшсть питомого об'ему перетворювачiв сер^ Simovert (2,3.4,16 кВ) та Sinamics (380...690 В) фiрми Siemens вiд потужност перетворювачiв (рис. 7).

Аналiз представлених на рис. 7 залежностей показуе i'x рiзницю не тiльки в числових зна-ченнях, але й в характерi - вони не рiвновiдда-ленi одна вiд одног В цьому випадку пояснити i-'х рiзницю тiльки вiдмiннiстю повiтряного зазору мiж елементами перетворювача неможли-во.

При цьому слiд враховувати, що в розгляну-тих перетворювачах сери Simovert використо-вують примусове повiтряне охолодження, а в перетворювачах серп Sinamics природне пов№ ряне охолодження. Саме цим поясняеться рiз-ниця мiж величинами питомого об'ему при од-наковiй потужностi та характер залежностей, представлених на рис. 7.

Представимо залежшсть питомого об'ему перетворювачiв серп Simovert фiрми Siemens дiапазону номiнальних напруг 2,3.4,16 кВ з водяним охолодженням вщ потужностi пере-творювачiв за методикою, яка використана ра-нiше. Результати експериментальш та апроксимована залежшсть представлен на рис. 8.

1000 1500 2000 Потужысть, кВт

Рис. 7. Залежшсть питомого об'ему перетворювачiв серш Sinamics (380.690 В) та Simovert (2,3.4,16 кВ) ф1рми Siemens ввд потужностi перетворювачiв

V

■ експ ериментальн! даы ксимована залежнють

\

■ Ч

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Потужшсть. кВт

Рис. 8. Залежшсть питомого об'ему перетворювачiв cepii Simovert фiрми Siemens дiапазону номiнальних напруг 2,3.4,16 кВ з водяним охолодженням ввд потужностi перетворювачiв

Вплив виду охолодження на конструктивш параметри перетворювач1в шюструють залеж-носп, представлен на рис. 9.

Анал1з представлених на рис. 9 залежностей показуе, що залежносп питомого об'ему пере-творювач1в вщ потужносп при примусовому повпряному i водяному охолодженш приблиз-но рiвновiддаленi одна вiд одно!. Так, перетво-рювач потужнiстю 1000 кВт при примусовому повггряному охолодженш характеризуеться питомим об'емом приблизно 0,01039 м3/кВт, а при водяному охолодженi - 0,00819 м3/кВт,

б 0,00819 0 79 Т

тобто в -= 0,79 рази менше. Таким чи-

0,01039

ном, використання водяного охолодження при по6удовГ перетворювачiв для багатосистемних електровозiв дозволить зменшити габарити пе-ретворювачiв приблизно на 20.25 %, що е ва-жливим в умовах обмеженого простору кузова електровоза.

0,01В 0,016 0,014 0,012 0,010 0,000 0,006 0,004

III

—■—Sinamics природне пов!тряне —9—Simovert примусове повпряне Simovert водяне

\

■ i Ч

1 1 ь » \ ®

1 ч

: ■ к

■ ■

с 0,004

-ASC800, ASC550

-Sinam ¡CS G 1 50

\

i

V

V

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Потужшсть. кВт

Рис. 9. Залежшсть питомого об'ему перетворювачiв

серш Sinamics (380...690 В) та Simovert (2,3.. .4,16 кВ) з примусовим повiтряним та водяним

охолодженням фiрми Siemens ввд потужностi перетворювачiв

Значний вплив на масо-габаритш показники перетворювач1в мають традици проектування та готов1 1нженерн1 ршення ф1рм-виробник1в, а також елементна база, яку використовують роз-робники перетворювач1в. Проведемо досл> дження впливу вищевказаних фактор1в на пи-томий об'ем перетворювач1в р1зних виробниюв з урахуванням елементно! бази перетворювач1в. За базов1 приймаемо залежносп, що характери-зують перетворювач1 ф1рми Siemens, що наведет вище.

На рис. 10 представлено залежшсть питомого об'ему перетворювач1в сери ACS800, ACS550 ф1рми АВВ з номшальними напругами до одного кВ (елементна база - IGBT, охоло-дження - природне повпряне).

На рис. 11 для пор1вняння представлен залежносп VP = f (P) для перетворювач1в ф1рм

АВВ та Siemens д1апазону напруг до одного кВ, елементна база - IGBT, охолодження - природне повпряне.

0 500 1000

Потужшсть. кВт

Рис. 11. Порiвняння залежностей питомого об'ему перетворювачiв сери ACS800, ACS550 фiрми АВВ та перетворювачiв сери Sinamics G150 ver. A фiрми Siemens

Як бачимо з рис. 11, характер та числов1 значення залежностей питомого об' ему пере-творювач1в сери ACS800, ACS550 ф1рми АВВ та перетворювач1в сери Sinamics G150 ver. A ф1рми Siemens е близькими, що може поясню-ватися однаковими тдходами до проектування перетворювачiв, незмiнною фiзикою теплових та електричних процешв.

Високовольтнi перетворювачi з використан-ням повiтряного та водяного (рщинного) охолодження випускаються фiрмою Rockwell Automation, елементною базою яких е SGCT тиристори.

На рис. 12 та 13 представлено залежшсть питомого об' ему високовольтних перетворюва-чiв серп PowerFlex фiрми Rockwell Automation (елементна база - SGCT, з примусовим пов№ ряним (рис. 12) та водяним (рис. 13) охоло-дженням).

ш

0,020 0,010 0,016 0,014

0,012 to 0,01 о

0

1 0,000 о

Ё 0,006 с

0,004 0,002

-■ \ ■ експерименталы-ii даьп -апроксимована залежшсть

1 Li

\i

%

■ 1

1500 2000

Потужшсть. кВт

Рис. 10. Залежшсть питомого об'ему перетворюва-ч1в сери ACS800, ACS550 ф1рми АВВ з номшаль-ними напругами до одного кВ

Рис. 12. Залежшсть питомого об'ему високовольт-них перетворювач1в сери PowerFlex ф1рми Rockwell Automation (елементна база - SGCT, з примусовим повиряним охолодженням)

Потужшсть. кВт

Рис. 13. Залежнiсть питомого об'ему високовольт-них перетворювачiв cepii' PowerFlex фiрми Rockwell Automation (елементна база - SGCT, з водяним охо-лодженням)

Пор1вняемо м1ж собою залежносп питомого об'ему високовольтних перетворювач1в сери PowerFlex ф1рми Rockwell Automation та сери Simovert ф1рми Siemens з примусовим пов1тря-ним (рис. 14) та водяним (рис. 15) охолоджен-ням).

Розб1жн1сть отриманих залежностей можли-во пояснити, в першу чергу, використанням у склад1 перетворювача р1зно! елементно! бази: SGCT та IGBT. Так, загальновщомим е той факт, що IGBT по вщношенню до тиристор1в (в тому числ1 SGCT) характеризуються бшьш ви-сокими втратами потужносп [5], що веде до збшьшення габаритних розм1р1в рад1атор1в сис-теми охолодження та перетворювача у цшому.

Потужнкть, кВт

Рис. 14. Порiвняння залежностей питомого об'ему високовольтних перетворювачiв серй' PowerFlex фiрми Rockwell Automation та серп Simovert фiрми Siemens з примусовим повиряним охолодженням

Потужнкть, кВт

Рис. 15. Порiвняння залежностей питомого об'ему високовольтних перетворювачiв серй' PowerFlex фiрми Rockwell Automation та серй' Simovert фiрми Siemens з водяним охолодженням

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Переваги використання тиристор1в у склад1 перетворювач1в, з точки зору масо-габаритних показниюв, шюструе пор1вняння залежностей питомого об' ему високовольтних перетворюва-ч1в серп PowerFlex ф1рми Rockwell Automation з примусовим повпряним охолодженням (елементна база - SGCT) та серп Simovert фiрми Siemens з водяним охолодженням (елементна база - IGBT) (рис. 16).

Як бачимо з рис. 16, перетворювач^ яю по-будоваш з використанням SGCT та мають при-мусове повпряне охолодження, характеризу-ються меншими габаритними показниками у порiвняннi з перетворювачами, яю побудованi з використанням IGBT та мають водяне охоло-дження (при однакових потужностях).

1 1 1

о \ ■ —■—Sim overt з водяним охолодженням

ъ noBi гряним ох олодженн ям

\\

\4 V

\ ч

1 к 1щ_

-—___|

500 1000 1500 2000 2500 3000

Потужшсть. кВт

Рис. 16. Порiвняння залежностей питомого об'ему високовольтних перетворювачiв серй' PowerFlex фiрми Rockwell Automation з примусовим повпряним охолодженням (елементна база - SGCT) та серй' Simovert фiрми Siemens з водяним охолодженням (елементна база - IGBT)

Загальш висновки.

1. Проведений ан^з габаритних показни-KiB перетворювачiв рiзноï потужносп для асинхронного електроприводу дозволив визначити аналгтичш залежностi питомого об'ему перетворювача вiд потужностi.

2. При проведенш аналiзу перетворювачi групувались за наступними критерiями: вироб-ник, дiапазон робочих напруг, елементна база, система охолодження.

3. Вплив iнженерноï школи та готових техшчних рiшень, якi вщповщають рiзним ви-робникам, на залежшсть питомого об'ему перетворювача вщ потужностi е мiнiмальним. Це можливо пояснити однаковими пiдходами до проектування перетворювачiв, незмiнною фiзи-кою теплових та електричних процесiв.

4. Вплив дiапазону робочих напруг на га-баритнi показники перетворювачiв е досить значним, оскшьки з ростом напруги зростае мшмальна допустима вщстань мiж елементами перетворювача.

5. Вплив елементноï бази перетворювача на залежнiсть питомого об'ему перетворювача вщ потужностi пояснюеться, в першу чергу, залежнiстю габаритних розмiрiв системи охо-лодження вщ втрат потужностi на силових еле-ментах перетворювача. Тому, з цiеï точки зору, використання SGCT, IGCT приладiв у складi перетворювачiв е бшьш зручним по вщношен-ню до IGBT приладiв.

6. Вплив системи охолодження на габари-тш розмiри перетворювачiв напряму залежить вщ виду елементноï бази. Як показав порiвня-льний аналiз залежностей питомого об'ему ви-соковольтних перетворювачiв вщ потужностi, при використання рiзноï елементно1' бази перетворювач на базi IGBT з водяним охолоджен-ням мае приблизно такi ж показники, як i перетворювач з примусовим охолодженням на базi SGCT.

7. Отримаш результати дослщжень е базою для визначення конструктивних показниюв

перетворювачiв тягового електроприводу з ви-

користанням АТД.

Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК

1. Захарченко, Д. Д. Тяговые электрические машины [Текст]: учебник для вузов ж.-д трансп. / Д. Д. Захарченко, Н. А. Романов. - М.: Транспорт, 1991. - 343 с.

2. Калинин, В. К. Электровозы и электропоезда [Текст] / В. К. Калинин. - М.: Транспорт, 1991. - 480 с.

3. Безрученко, В. М. Тягов1 електричш машини електрорухомого складу [Текст]: навч. пос1бник / В. М. Безрученко, В. К. Марченко. В. В. Чумак. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2003. - 252 с.

4. Преобразовательные устройства электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями [Текст] / под ред. А. М. Солодунова. - Рига: Зинантне, 1991. - 351 с.

5. Муха, А. М. Перспективна елементна база елек-тричних шл електрорухомого складу зал1зниць Украши [Текст] / А. М. Муха, Д. С. Бшухш // Вюник Кременчуцького держ. полггехн. унту. - 2006. - Вип. 4/2006 (39), част. 1. - Кремен-чук: КДПУ, 2006. - С. 32-34.

6. Безрученко, В. М. Тягов1 електричш машини електрорухомого складу [Текст]: навч. поабник / В. М. Безрученко, В. К. Марченко. В. В. Чумак. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2003. - 252 с.

7. Зиновьев, Г. С. Основы силовой электроники [Текст]: учебник. - Ч. 1 / Г. С. Зиновьев. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999. - 199 с.

8. Проектирование и изготовление электрооборудования для электрической тяги. Руководящие технические материалы [Текст]. - М.: ВНИИ-ЭМ, 1968. - 276 с.

9. Электротехнический справочник [Текст]: в 3-х т. - Т. 1 / под ред. В. Г. Герасимова и др .М.: Энергия, 1980. - 520 с.

Надшшла до редколегп 25.09.2008.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.