Патенты автора Яговкин Дмитрий Андреевич (RU)
Группа изобретений относится к управлению электродвигателей постоянного тока электровоза. Способ ослабления поля коллекторного тягового двигателя электровоза переменного тока заключается в том, что часть энергии обмотки возбуждения передают и накапливают в индуктивности, включенной последовательно с силовым ключом. При этом силовой ключ замыкают на интервале времени от 0 мс до 1 мс после перехода сетевого напряжения через ноль и размыкают на интервале от 9 мс до 10 мс полупериода сетевого напряжения после перехода сетевого напряжения через ноль при частоте сети 50 Гц. При этом во время размыкания ключа накопленную в индуктивности энергию передают на выход выпрямительно-инверторного преобразователя. Также заявлено устройство для реализации указанного способа, которое состоит из входного диода, силового ключа, индуктивности, выходного диода, шунтирующего диода и системы управления силовым ключом. Технический результат заключается в увеличении КПД и коэффициента мощности электровоза. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к электрическому транспорту, а именно к силовым полупроводниковым выпрямительным установкам возбуждения однофазного переменного тока, осуществляющим преобразование переменного тока промышленной частоты в постоянный. Данная силовая полупроводниковая выпрямительная установка возбуждения (ВУВ) однофазного переменного тока предназначена для питания обмоток возбуждения тяговых электродвигателей (ТЭД) электрического транспорта в режиме рекуперативного торможения. Технический результат заключается в повышении коэффициента мощности электрического транспорта однофазного переменного тока в режиме рекуперативного торможения, а также повышении эксплуатационной надежности транспортного средства. Технический результат достигается тем, что выпрямительная установка возбуждения в отличие от известных аналогов (прототипов) позволяет осуществлять полное управление питающим напряжением в обмотках возбуждения тяговых электродвигателей в режиме рекуперативного торможения за счет использования современных полупроводниковых приборов IGBT-транзисторов или других полностью управляемых электронных ключей, образующих полностью управляемое силовое плечо, которое подключается последовательно к диодному двухполупериодному мостовому выпрямителю или двухполупериодному диодному выпрямителю со средней точкой, при этом управление ВУВ в режиме рекуперативного торможения осуществляется с помощью способа управления, заключающемуся во включении и выключении IGBT-транзисторов путем подачи управляющего сигнала, который регулируется от середины полупериода к нулю и π, при этом скорость изменения ширины импульса в сторону нуля и π может быть одинаковой или разной. Ширина импульса выбирается исходя из необходимого тока возбуждения в тяговых электродвигателях. При этом поддержание тока возбуждения в моменты отключения выпрямительной установки возбуждения от тягового трансформатора осуществляется с помощью работы обратного диода, подключенного параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области электротехники. Предлагается способ управления выпрямительно-инверторными преобразователями (ВИП) электровоза переменного тока с диодными разрядными плечами, путём разнофазного управления преобразователями по углам α0 и αр с разнесением во времени начал коммутаций тиристоров плеч разных преобразователей, при котором для начального открытия плеч, подключенных к вторичной обмотке трансформатора с низким напряжением, углы открытия формируются в соответствии с математическим выражением где α0 - минимальный угол открытия тиристоров преобразователя номер 1; n - номер преобразователя; N - число преобразователей в электровозе; Т0mах - максимальное время разнофазного управления ВИП по углу α0. Регулируемые по фазе углы открытия тиристоров плеч преобразователей, подключенных к вторичной обмотке трансформатора с более высоким напряжением, формируются в соответствии с математическим выражением где αр - регулируемый по фазе угол открытия тиристоров преобразователя номер 1; Трmах - максимальное время разнофазного управления ВИП по углу αр. Предлагаемый способ управления ВИПами электровоза с использованием диодного разрядного плеча обеспечивает повышение коэффициента мощности и уменьшение коэффициента искажения синусоидальности напряжения питающей сети. Разное направление сдвига углов α0 и αр в данном случае позволяет выровнять среднее напряжение на электродвигателях электровоза, изменяющиеся при равнофазном управлении ВИП, а также уменьшить пульсацию выпрямленного тока. 1 ил.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для выравнивания нагрузки тяговых двигателей в режиме рекуперативного торможения на электроподвижном составе (электровозах и электропоездах), получающем питание от контактной сети однофазного переменного тока. Технический результат – равномерная загрузка обеспечивается тем, что в силовую схему электровоза добавляются шунтирующие ключи на базе управляемых полупроводниковых приборов - транзисторов, которые шунтируют часть балластных резисторов, тем самым позволяя изменять их активное сопротивление в необходимые моменты времени. Управление включением и выключением транзистора шунтирующего ключа производится с помощью подачи на его затвор соответственно отпирающего или запирающего сигнала управления со стороны драйверов системы управления. Заявляемый способ выравнивания нагрузки тяговых двигателей в режиме рекуперативного торможения реализуется в устройстве, содержащем тяговый трансформатор, выпрямительно-инверторные преобразователи, выпрямительную установку возбуждения, тяговые двигатели, сглаживающий реактор, блоки балластных резисторов, датчики тока, шунтирующие ключи, драйверы с гальванической развязкой, систему управления. При возникновении разности между величинами токов якорных обмоток тяговых двигателей она считывается системой управления посредством датчиков тока, которая формирует управляющие сигналы для транзистора шунтирующего ключа и посредством драйверов управления производит включение и выключение шунтирующего ключа в определенные моменты времени. Включение шунтирующего ключа позволяет току частично протекать через открывшийся ключ, а не через балластный резистор, тем самым обеспечивая изменение величины активного сопротивления балластного резистора и, соответственно, выравнивание нагрузки тяговых двигателей. 1 ил.
Изобретение относится к электрическому транспорту, а именно к силовым полупроводниковым выпрямительно-инверторным преобразователям однофазного переменного тока, осуществляющим преобразование переменного тока промышленной частоты в постоянный. Данный силовой полупроводниковый выпрямительно-инверторный преобразователь однофазного переменного тока предназначен для питания тяговых электродвигателей электрического транспорта. Технический результат достигается тем, что в выпрямительно-инверторном преобразователе используются силовые полупроводниковые приборы IGBT-транзисторы или другие полностью управляемые электронные ключи и диоды, соединенные между собой последовательно, образуя восемь силовых плеч полностью управляемого двухполупериодного преобразователя однофазного переменного тока с дополнительным девятым разрядным плечом, необходимым для поддержания тока в тяговых электродвигателях на период отключения преобразователя от тягового трансформатора. Предлагаемый преобразователь обеспечивает четырехзонное регулирование напряжения, подаваемое на тяговые электродвигатели. Управление силовым выпрямительно-инверторным преобразователем осуществляется в режимах тяги и рекуперативного торможения и заключается в том, что включение IGBT-транзисторов осуществляется драйверами с некоторым углом от перехода переменного напряжения сети через ноль, а закрытие зависит от величины тока нагрузки электрического транспорта и является переменным значением по времени, которое производится из расчета, что выключение транзисторов всегда осуществляется на минимальных мгновенных значениях напряжения сети ΔU1 с учетом длительности коммутации тока, обеспечивая угол сдвига фаз между током и напряжением сети равным нулю, а также симметрию переменного тока относительно напряжения сети, при этом достигая максимального коэффициента мощности в режимах тяги и рекуперативного торможения, тем самым уменьшая расход электроэнергии на тягу электрического транспорта и послекоммутационные выбросы напряжения в цепи выпрямленного тока, что позволит использовать снабберные цепи меньшей мощности. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
УСТРОЙСТВО ОСЛАБЛЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА // 2700243
Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Устройство ослабления магнитного поля тягового электродвигателя электровоза переменного тока состоит из последовательно включенных диода и IGBT-транзистора, защитного диода, подключенного к положительной шине питания двигателя, драйвера IGBT-транзистора, датчика тока, размещенного в цепи якорной обмотки тягового двигателя, датчика напряжения, включенного в обмотку собственных нужд силового трансформатора. Причем вход драйвера подключен к системе управления шунтирования поля, а выход – к IGBT-транзистору. Последовательно соединенные диод и IGBT-транзистор подключены параллельно обмотке возбуждения, а второй диод подключен к обмотке якоря тягового электродвигателя. При этом система управления формирует импульсы управления IGBT-транзистора по критерию максимального коэффициента мощности электровоза. Технический результат заключается в повышении коэффициента мощности электровоза, снижении коэффициента искажения синусоидальности тока и снижении расхода электрической энергии. 1 ил.
Способ управления многозонным выпрямительно-инверторным преобразователем однофазного переменного тока относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использован в качестве способа управления многозонным выпрямительно-инверторным преобразователем на электроподвижном составе (электровозах и электропоездах), получающем питание от контактной сети однофазного переменного тока. Технический результат заключается в шунтировании цепи выпрямленного тока преобразователя цепочкой, включенной между катодной и анодной шинами преобразователя и собранной на основе последовательного соединения диода, и транзистора, присоединенных катодом диода к катодной шине и коллектором транзистора к анодной шинам преобразователя, и в бесконтактном отключении цепочки в необходимые моменты времени с помощью выключения транзистора. В каждом полупериоде напряжения сети шунтирование цепи выпрямленного тока преобразователя цепочкой осуществляют путем включения транзистора, управление которым происходит с помощью подачи на его базу отпирающего сигнала управления в режиме выпрямителя, а бесконтактное отключение цепочки осуществляют путем выключения транзистора, управление которым происходит с помощью подачи на его базу запирающего сигнала управления в режиме выпрямителя на первой зоне регулирования. Способ управления многозонным выпрямительно-инверторным преобразователем однофазного переменного тока реализуется в устройстве, содержащем трансформатор, выпрямительно-инверторный преобразователь на основе параллельных тиристорных мостов, цепочку из последовательно соединенных диода и транзистора, цепь выпрямленного тока преобразователя. 3 ил.
Тяговый преобразователь электровоза переменного тока для режимов тяги и рекуперативного торможения // 2666363
Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования на электровозах переменного тока в качестве тягового преобразователя. Техническим результатом является повышение коэффициента мощности и обеспечение плавного регулирования напряжения на коллекторных двигателях в режимах тяги и рекуперативного торможения. Тяговый преобразователь электровоза подключен к тяговому трансформатору, содержит управляемый мост, подключенный к одной секции вторичной обмотки тягового трансформатора, диодные плечи, подключаемые к остальным выводам вторичных обмоток тягового трансформатора через набор контакторов, образуя n зон регулирования. В режиме тяги коллекторный двигатель является нагрузкой, в режиме рекуперативного торможения он является генератором, имеющим независимое питание обмотки возбуждения от выпрямительной установки возбуждения.1 ил.
Тяговый преобразователь электроподвижного состава переменного тока и способ его управления // 2659799
Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования на электроподвижном составе переменного тока в качестве главного преобразователя. Техническим результатом является повышение коэффициента мощности и обеспечения плавного регулирования напряжения на коллекторах тяговых электродвигателей. Тяговый преобразователь электроподвижного состава подключен к многообмоточному трансформатору и имеет нагрузку типа коллекторного двигателя, содержит снабберную цепь, диодные плечи, коммутаторы, управляемые плечи, подключенные к крайнему выводу вторичной обмотки тягового трансформатора, два диодных плеча, подключенных постоянно ко второму выводу этой же обмотки, остальные выводы коммутируются коммутаторами, подключенными к диодным плечам. Способ управления заключается в том, что в начале зоны коммутатором подключается необходимая обмотка, а внутри зоны обеспечивается плавное регулирование напряжения за счет изменения фазы углов открытия и закрытия управляемых ключей, причем времена включения и отключения плеч выбираются исходя из максимально возможного коэффициента мощности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Способ повышения работоспособности электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения заключается в том, что при пропуске управляющего импульса управления на одно из тиристорных плеч выпрямительно-инверторного преобразователя, в зависимости от зоны регулирования и направления электродвижущей силы тягового трансформатора, блок управления формирует и подает новые импульсы управления, предназначенные для плеч, работа которых исключает образование короткого замыкания в цепи. Устройство для реализации повышения работоспособности выпрямительно-инверторного преобразователя включает в себя блоки отслеживания импульсов управления, которые устанавливаются непосредственно на каждом преобразователе. Блоки отслеживания состоят из двух параллельных групп диодов, которые своей анодной группой подключаются к проводам, подходящим к тиристорным плечам преобразователя, а катодной группой - к двум возвращающимся к блоку управления проводам. Технический результат заключается в повышении работоспособности выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза. 2 н.п. ф-лы, 6 ил
Изобретение относится к электротехнике, в частности к цепям защиты коммутационных аппаратов от перенапряжений, накоплению и полезному использованию этой энергии для питания другого электрооборудования. Изобретение может быть использовано, например, в преобразовательной технике. Способ защиты и полезного использования энергии коммутационных перенапряжений при работе электрооборудования, возникающих при размыкании цепи между трансформатором и активно-индуктивной нагрузкой, заключается в том, что энергия коммутационных перенапряжений запасается и преобразуется подключенным к защищаемым цепям импульсным трансформаторным источником питания, состоящим из диодного выпрямителя или моста, конденсатора, подключенного к выходу диодного выпрямителя или моста, импульсного трансформатора, подключенного к конденсатору, электронного ключа, схемы управления электронным ключом, выходного выпрямителя, подключенного к трансформатору и предназначенного для питания электроэнергией другого электрооборудования. Схема управления импульсного источника питания обеспечивает регулирование длительности разряда конденсатора в зависимости от длительности коммутационных перенапряжений. 1 ил.
Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от однофазной сети переменного тока. Техническим результатом является максимальное повышение коэффициента мощности в режиме рекуперативного торможения. При зонно-фазовом управлении выпрямительно-инверторным преобразователем в режиме рекуперативного торможения с применением управляемых электронных ключей включение нерегулируемой обмотки тягового трансформатора каждый полупериод напряжения осуществляется на промежутке от нуля до некоторого момента времени, а выключение производится не позднее конца полупериода. Для достижения полной зоны фазы включения и выключения регулируемой обмотки тягового трансформатора такие же, как и при работе нерегулируемой обмотки, для уменьшения выпрямленного напряжения зоны включение и выключение регулируемой обмотки осуществляется по фазе таким образом, что напряжение зоны продолжает уменьшаться с некоторого момента времени, с начала к концу полупериода напряжения, тем самым сдвигая максимальные мгновенные значения тока в максимальные мгновенные значения напряжения сети. Разрядное диодное плечо, длительность работы которого определяется последовательно включенным электронным ключом, работает на промежутке времени, когда закрыты все плечи ВИП, обеспечивая непрерывное протекание тока якоря двигателей. 2 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от однофазной сети переменного тока. Техническим результатом является максимально эффективное использование электромагнитной энергии, накопленной в цепи выпрямленного тока, для питания тяговых электродвигателей. При зонно-фазовом управлении выпрямительно-инверторным преобразователем, силовая схема которого основана на использовании IGBT транзисторов (модулей) в качестве управляемых силовых ключей, плечи, обеспечивающие работу нерегулируемой обмотки тягового трансформатора, включаются каждый полупериод напряжения в момент ωt=0 эл. град. Их выключение производится в момент, когда ωt=140-150 эл. град., что совпадает со временем выключения регулируемой обмотки тягового трансформатора. За счет такого управления обеспечивается максимальная компенсация индуктивной нагрузки и максимально потребляется активная мощность из сети и полностью используется электромагнитная энергия, накопленная в цепи выпрямленного тока.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе переменного тока. Технический результат - увеличение угла задержки импульсов до 18 эл. градусов в средней части полупериода напряжения и уменьшение максимальной мощности полной нагрузки тиристорных преобразователей. В способе фазового управления двумя или более тиристорными преобразователями, одновременно работающими на индивидуальные нагрузки и питаемыми от одной сети переменного тока, импульсы разных преобразователей подают со сдвигом между собой на угол Δα, который выбирается равным максимальному Δαmax, если импульсы управления находятся в средней части полупериода сетевого напряжения, плавно увеличивается от нуля до Δαmax в области от 0 эл. градусов сетевого напряжения между прямыми Δα=α*Δαmax/18 и Δα=α*Δαmax/54, где α - угол выдачи первого импульса управления, эл. градусов, и плавно уменьшается от Δαmax до нуля при углах управления, приближающихся к 180 эл. градусам между прямыми Δα=(180-α)*Δαmax/18 и Δα=(180-α)*Δαmax/54.Угол Δαmax выбирается в пределах 1-18 эл. град. 1 ил.
