Лекція 14. Перетворювач джерела бортового електроживлення ЕРС постійного струму. Приклади застосування

Такий перетворювач забезпечує перетворення напруги контактної мережі постійного струму 825 В у постійну стабілізовану напругу 80 В і застосовується для живлення споживачів бортової мережі електро-постачання вагонів метрополітену та підзаряду акумуляторної батареї. Максимальна вихідна потужність перетворювача – 5 кВт.

Схема перетворювача (рис. 4.34) містить вхідний фільтр L_dС_d з демпфірувальним резистором R_d, півмостовий інвертор напруги з двома IGBT і двома зворотними діодами, вихідні трансформатори Т1, Т2, RC–коло, яке обмежує комутаційні перенапруги, нульовий випрямляч та вихідний фільтр L_нС_н.

Рисунок 4.34 – Перетворювач бортового джерела електроживлення вагона метрополітена

Демпфірувальний резистор гасить коливальні процеси у вхідному фільтрі, які виникають, наприклад, при пуску або після порушення нормального контакту на струмоприймачі. При цьому відбувається заряд конденсаторів С_d напругою живлення через дросель L_d, що й надає процесу коливального характеру з перенапругами на елементах вхідного кола, якщо немає резистора. Інвертор перетворює постійну напругу контактної мережі в змінну напругу з частотою 20 кГц, яка подається на два однакових трансформатори Т1, Т2. Трансформатори з’єднані з боку інвертора послідовно, а з боку випрямляча паралельно. Наявність двох трансформаторів з половинною потужністю ускладнює силову схему, але спрощує конструкцію трансформаторів, оскільки потрібні осердя менших розмірів та знижуються втрати від вихрових струмів у вторинних обмотках за рахунок зниження удвічі діючого струму.

Стабілізація вихідної напруги потрібна, насамперед, з причини зміни напруги в контактній мережі від 550 до 975 В. Вона відбувається за рахунок широтно-імпульсної модуляції, яка пояснюється діаграмами рис. 4.35. На рис. 4.35, а зображена напруга на обмотках трансформаторів. На інтервалах t₀t₁ та t₂t₃ ввімкнений один з двох транзисторів інвертора та первинні обмотки підключаються до одного з двох заряджених конденсаторів С_d. На інтервалах t₁t₂ та t₃t₄ обидва транзистори вимкнено. Вихідний струм i_в випрямляча при цьому не переривається. За рахунок ЕРС самоіндукції дроселя відкриваються обидва діоди випрямляча та струм i_в розподіляється нарівно між секціями вторинних обмоток трансформаторів.

Трансформатори не чинять при цьому опору, тому що однакові струми у секціях намагнічують осердя у різних напрямках та ЕРС самоіндукції в обмотках дорівнює нулю. Тому вихідна напруга и_в містить при цьому інтервал паузи як у знижувальному ШІП (рис. 4.35, б). Змінюючи її тривалість, можна стабі-лізувати або регулювати середню вихідну напругу и_в0, яка виділяється вихідним фільтром L_нС_н та подається на наван-таження.

а б

Комутаційні перенапруги, які обмежує RC-коло, спричиняються, як звичайно, перериванням зворотного струму діодів випрямляча, що веде до появи великої ЕРС самоіндукції на індуктивності розсіювання між первин-ними та вторинними обмотками трансформаторів.

Структура перетворювача за схемою рис. 4.34 відома також у застосуванні для живлення електронної апаратури під назвою “квазіпрямокутний перетворювач”.

<33 343536 37 38 39 >

Дата добавления: 2015-10-13; просмотров: 739;