§1.2.2 Применение преобразователей на эпс

Первые электровозы постоянного тока не нуждались в преобразователях (однако преобразователи необходимо было устанавливать на ТП)

В России в 1938г был создан опытный электровоз переменного тока ОР22 ( однофазный, ртутный, с нагрузкой на ось 22т)

Через токоприемник на первичную обмотку трансформатора подавалось переменное однофазное напряжение 20кВ, которое понижалось трансформатором и поступало на ртутный выпрямитель в виде металлических игнитронов с водяным охлаждением.

Важной особенностью было плавное регулирование выпрямленного напряжения путем управления моментом зажигания основной дуги игнитрона. Испытания показали, что ОР22 разгонялся быстрее и более плавно, чем существующие электровозы тех лет.

Впервые в отечественном локомотивном строении было применено фазовое регулирование напряжения на двигателе.

Этот принцип регулирования был применен позднее ( только лишь в 1979г) на электровозе ВЛ80Р.

На современном ЭПС наибольшее применение нашли тяговые двигатели постоянного тока. На переменном токе на таких электровозах устанавливают выпрямители на силовых диодах.

Диод пропускает ток только в одном направлении: от анода «+» к катоду «−». Если на катоде будет «+», а на аноде «−», то диод закроется и ток не пропустит.

На электровозах ВЛ60, ВЛ80Т, ВЛ80С используют неуправляемые выпрямители на силовых диодах.

На более современных электровозах ВЛ80Ри ВЛ85 используют силовой преобразователь ВИП- 4000. Он позволяет не только выпрямлять переменный ток, но и преобразовывать постоянный в переменный. При этом можно плавно регулировать выпрямленное напряжение – используются зонно – фазовые регулирования напряжения на ТД.

На современном электровозе 2ЭС6 используют преобразователи для питания асинхронных вспомогательных машин и цепей управления электровозом. Этот преобразователь состоит из четырех шкафов и выполнен на IGBT-транзисторах. Он обеспечивает:

1. Питание асинхронных двигателей вспомогательных машин

2. Питание цепей управления напряжением 110В

3. Заряд аккумуляторной батареи

4. Питание цепей кондиционера

5. Питание обмоток возбуждения ТД электровоза

Схема преобразователя предусматривает микропроцессорное управление и диагностирование. На электровозе ЭП – 10 используются трехфазные асинхронные преобразователи, выполненные на ЖТО-тиристорах. На них собрана схема трехфазного автономного инвертора с водяным охлаждением. Имеется температурная стабилизация.

На электровозе ЭП – 20 тоже используются асинхронные ТД, которые запитываются от автономных трехфазных инверторов, выполненных на IGBT – транзисторах.

Таблица 1.1 – история развития преобразователей
Период использования	Компонентная база	Особенности
1880-е	Мотор-генераторы	+Чистая синусоида +Высокий КПД +Большие мощности - Материалоемкость - Сложность ремонта и обслуживания - Шум и вибрация
1880-е Используются в настоящее время	Трансформаторы	+Большая надежность +Высокий КПД +Большие мощности - Большие габариты при малых частотах - Невозможность преобразования постоянного тока
1930-1970-е В настоящее время практически не используются	Ионные приборы	- Хрупкость корпусов (стекло) - Длительное время подготовки к работе
1960-е Используются в настоящее время	Полупроводниковые диоды, тиристоры и транзисторы	+Компактность +Бесшумность +Легкость и гибкость управления - Потери мощности в ключах - Искажение и помехи в сетях

Зачастую появление новых приборов не устраняет необходимость использования более ранних приборов, например, совместно с полупроводниковыми приборами используют трансформаторы

Как видим преобразователи применяются на всех типах локомотивов (реже на постоянном токе) и на тепловозах.