СТРУКТУРА ИМПУЛЬСНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Силовая часть системы импульсного регулирования напряжения двигателей постоянного тока обычно содержит следующие основные элементы (рис. 1): источник постоянного тока И, входной фильтр Ф, импульсный регулятор, выходной фильтр Фо и двигатель Дв.
Рис.1
Источник питания. На электротранспортных средствах постоянного тока (магистральных и промышленных электровозах, пригородных электропоездах, вагонах метрополитена, трамваях, троллейбусах, электрокарах, погрузчиках, электромобилях и др.) источником питания обычно является контактная сеть или аккумуляторная батарея.
Входной фильтр.В качестве входного фильтра Ф в настоящее время часто применяют Г-образный индуктивно-емкостный фильтр, состоящий из последовательно включенного дросселя и параллельного конденсатора. Вместо конденсатора могут быть использованы также и другие устройства, способные накопить электрическую энергию, например аккумуляторные батареи. Находят применение также многозвенные индуктивно-емкостные фильтры более сложной конфигурации, состоящие из нескольких дросселей и конденсаторов.
Выходной фильтр.Выходной фильтрФ0 обычно содержит сглаживающую индуктивность для уменьшения пульсаций тока тяговых двигателей. Для уменьшения пульсаций напряжения на нагрузке могут быть применены также выходные конденсаторы С0. К выходному фильтру можно отнести также диоды (вентили) ДО (рис. 1), которые либо шунтируют нагрузку (в импульсных преобразователях с пониженным выходным напряжением), либо предотвращают разряд конденсатора выходного фильтра (в преобразователях с повышенным выходным напряжением) и, таким образом, обеспечивают непрерывность тока в нагрузке, т. е. уменьшают его пульсации.
Входной и выходной фильтры являются органическими составляющими вентильного электропривода и поэтому под названием «импульсный преобразователь» (ИП) целесообразно понимать не только прерыватель П, но и входной и выходной фильтры (рис. 1).
Импульсный регулятор. Активным звеном рассматриваемого вентильного электропривода является регулятор напряжения на двигателях.
Импульсные преобразователе могут быть классифицированы по коэффициенту преобразования равного отношению выходного напряжения к входному.
Кпр = Uвых / Uвх
При значении коэффициента Кпр <1 реализуются импульсные регуляторы понижающего типа. При значении коэффициента Кпр>1 реализуются импульсные регуляторы повышающего типа.В свою очередь все импульсные регуляторы различаются по фазности регулирования. Так, например, на рис. 2, показана схема импульсного преобразователя с пониженным выходным напряжением с одно и многофазным импульсным регулятором.
Рис.2
При этом несколько параллельных групп регуляторовмогут быть подключены к общему выходному фильтру Ф0 или каждая группа может иметь отдельный выходной фильтр.
Определенные преимущества имеют системы в которых каждая параллельная цепь синхронизировать таким образом, что пульсации тока, потребляемого, от источника питания, значительно уменьшаются за счет увеличения суммарной частоты импульсного регулирования. Это достигается тем, что момент отпирания и запирания
параллельных прерывателей ( сдвинуты друг относительно друга на время
t = Т/т,
где Т — период импульсного цикла одного прерывателя, а т— число параллельных цепей импульсного регулятора. Рис3.
Рис.3
Наряду с классификацией по коэффициенту преобразования и фазности импульсные регуляторы могут быть классифицированы по алгоритму управления и числу управляющих операций в каждом периоде регулирования. Последнее разделение мы рассмотрим при анализе силовых схем.