автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Совершенствование входных преобразователей электропоезда постоянного тока с асинхронными тяговыми двигателями

На правах рукописи

КОВТУН Алексей Владимирович

УДК 629.423.32

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВХОДНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА ПОСТОЯННОГО ТОКА С АСИНХРОННЫМИ ТЯГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

Специальность 05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов

и электрификация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2003

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации».

Научный руководитель -доктор технических наук КОРНЕВ Александр Сергеевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор ГРИЩЕНКО Александр Васильевич; кандидат технических наук МОРДОВЧЕНКО Дмитрий Дмитриевич

Ведущее предприятие - ОАО «Электросила».

Защита состоится ....... ноября 2003 г. в ....... час ....... мин на

заседании диссертационного совета Д218.008.05 Петербургского государственного университета путей сообщения МПС РФ по адресу: 190031, Санкт - Петербург, Московский пр., д.9, ауд. 5 - 407.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим направлять в совет университета. Факс 319-44-61.

Автореферат разослан 27 октября 2003 г. Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н., профессор Н.П. СЕМЕНОВ

2,оо5'Д

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Транспортное обслуживание крупных городов и пригородных районов неразрывно связано с применением электрифицированного железнодорожного транспорта, поскольку он, по сравнению с другими видами транспорта, имеет максимальную провозную способность и экономичность. В последние годы в России наблюдается рост потребности в пригородных электропоездах. На сегодняшний день Министерство путей сообщения Российской Федерации располагает парком пригородных электропоездов в количестве более 15 тыс. вагонов. Приблизительно третья часть существующих поездов подлежит списанию из инвентарного парка по истечению срока службы, в том числе около 40% поездов постоянного тока и более 50% переменного. Одним из перспективных направлений развития железнодорожного транспорта является создание подвижного состава нового поколения и освоение его серийного производства. Имеющиеся результаты многолетних отечественных теоретических и экспериментальных исследований на стендах и макетных образцах, а также достижения зарубежных фирм обуславливают необходимость применения на электрическом подвижном составе (ЭПС) бесколлекторных тяговых машин. Создание электропоездов, наиболее полно отвечающих требованиям к перспективному подвижному составу, отмечено применением асинхронных тяговых двигателей (АТД) в совокупности с силовыми преобразователями на базе полупроводниковых элементов. В диссертационной работе рассматриваются вопросы, связанные с наладкой и испытаниями опытного электропоезда постоянного тока с АТД ЭТ2А, выпущенного Торжокским вагоностроительным заводом в 1999 г.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности работы входных преобразователей электропоезда с АТД. В рамках поставленной цели решаются следующие задачи:

- снижение перенапряжений и коммутационных потерь в силовых полупроводниковых приборах (СПП) входного импульсного преобразователя электропоезда;

- повышение энергетических показателей импульсного преобразователя за счет разработки мероприятий по ограничению уровня напряжения на коммутирующем конденсаторе и выбора оптимальных параметров контура коммутации;

- вывод аналитических зависимостей для расчета потерь мощности в элементах силовой цепи и коэффициента полезного действия преобразовательной установки в различных режимах работы электропоезда;

- разработка математической модели нестационарных процессов в преобразователе и системы защиты полупроводникового оборудования в аварийных режимах;

- обеспечение работоспособности импульсного преобразователя за счет согласования токов короткого замыкания и предельно допустимых параметров СПП с учетом быстродействия защиты.

Методика исследования. В работе использована теория электрических цепей и полупроводниковых преобразователей с применением аппарата линейной алгебры, операторного метода и математического моделирования в пакете РэРгсе. Результаты теоретических исследований подтверждены экспериментами на опытном электропоезде ЭТ2А. Научная новизна.

- выполнен всесторонний сравнительный анализ технико-экономических

*1. ' "ч . ! • , ■ «и(! -.1. - 2 -

X* И: "

показателей отечественных и зарубежных электропоездов нового поколения с АТД. Анализ показал, что электропоезд ЭТ2А не уступает, а по некоторым позициям превосходит известные отечественные и зарубежные разработки;

- предложен алгоритм управления тиристорами устройства сброса энергии импульсных преобразователей в зависимости от напряжения контактной сети;

- разработана математическая модель режима короткого замыкания силовой цепи, включая комбинированный входной фильтр, позволяющая определять параметры токоограничительных реактивных элементов, которые обеспечат безотказную работу полупроводниковых ключей. Практическая ценность.

- разработаны практические мероприятия по снижению потерь в коммутирующем реакторе;

- предложены схемотехнические решения по ограничению напряжения на коммутирующем конденсаторе и снижению коммутационных потерь в СПП;

- получены аналитические зависимости для определения мощности потерь в элементах входных преобразователей и коэффициента полезного действия (к.п.д.) установки в целом;

- разработаны аналитические зависимости для расчета мгновенных значений аварийных токов при возникновении режима короткого замыкания в силовой цепи электропоезда.

Апробация работы. Диссертационная работа обсуждалась на заседаниях кафедры «Электрическая тяга» в 2001, 2002, 2003 гг. Основные результаты работы доложены и обсуждены на Международном симпозиуме Екгапэ 2001 и IV Международной научно-технической конференции «Состояние

и перспективы развития элекгроподвижного состава» (г. Новочеркасск, 2003 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит страниц машинописного текста,

иллюстраций, таблиц и приложений. Список

литературы включает 107 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. Во введении дана оценка состояния моторвагонного ЭПС на сегодняшний день и перспективы его дальнейшего развития. Рассмотрены вопросы применения АТД на ЭПС и основные преимущества АТД по сравнению с коллекторными машинами.

В первой главе рассмотрены достижения отечественной и зарубежной промышленности в области применения АТД на электропоездах. Выполнен обзор принципиальных схем тягового электропривода электропоездов на базе как автономных инверторов напряжения (АИН), так и автономных инверторов тока (АИТ), указаны их достоинства и недостатаи.

Исследования по применению статических преобразователей на ЭПС проводили такие видные ученые как В.Е. Розенфельд, Б.Н. Тихменев, Л.М. Трахгман, Ю.М. Иньков, В.И. Некрасов и многие другие. На основе анализа этих исследований выполнено сравнение технических характеристик современных электропоездов, которое показало, что электропоезд ЭТ2А незначительно уступает зарубежным электропоездам, но выгодно отличается от известных отечественных разработок

электропоездов с АТД. Основными показателями, отличающими

2

электропоезд ЭТ2А, являются ускорение при разгоне 0,82 м/с и удельный

Вт • ч

расход электроэнергии 30,52 - в десятивагонной составное™ (5

т-км

моторных (М), 2 головных (Г), 3 прицепных (П)). По сравнению с существующими поездами с контакторно-реостатной системой регулирования электропоезд ЭТ2А имеет лучшие технико-экономические показатели даже при составное™ 2Г+4М+4П.

В завершении первой главы сформулированы задачи, решаемые в диссертационной работе.

Во второй главе рассмотрены режимы и особенности работы силовых цепей электропоезда (рис.1) и обоснован выбор принципиальной схемы входных тиристорных преобразователей (ТП).

Система питания АТД электропоезда ЭТ2А выполнена на базе автономных инверторов тока (АИТ1, АИТ2). В качестве входных преобразователей использованы импульсные тиристорные преобразователи (прерыватели) ТП1, ТП2. Как входные, так и выходные полупроводниковые преобразователи выполнены на однооперационных тиристорах отечественного производства с принудительной конденсаторной коммутацией.

В схеме ТП (рис.2) дроссели насыщения ДН1 и ДН2 предназначены для ограничения скорости нарастания прямого тока через тиристоры, а дроссель насыщения ДНЗ в цепи обратных диодов \П}0.1, "\ГО0.2 первоначально отсутствовал. В этом случае запирание обратных диодов сопровождается интенсивным ростом обратного напряжения на них, при этом расчетная величина коммутационных потерь составила 590 Вт на один прибор.

УГО

Рис.1. Структурная схема силовых цепей электропоезда ЭТ2А

ТО1

Рис.2. Принципиальная схема ТП

Мощные пики напряжения и значительные коммутационные потери в полупроводниковой структуре обратных диодов ДЧ343-800-36 стали причиной их частых отказов в наладочных поездках электропоезда. С целью повышения надежности обратных диодов последовательно с ними был включен дроссель насыщения ДНЗ. Включение реактора ДНЗ позволило за счет уменьшения амплитуды обратного тока снизить коммутационные потери в 2,5 раза и практически устранить пик обратного напряжения.

Однако введение ДНЗ привело к повышению уровня напряжения на коммутирующем конденсаторе Ск за счёт увеличения волнового сопротивления контура коммутации. С целью уменьшения влияния реактора ДНЗ на напряжение коммутирующего конденсатора помимо

основных защитных RC-цепей (Ri - Сь R2 - Сг) введена дополнительная

снабберная RCD-цепь с параметрами Rch = 50 Ом, Сен = 1,5-Ю-6 Ф. Благодаря снабберной цепи к моменту запирания обратных диодов сердечник ДНЗ уже намагничен и обладает лишь незначительной индуктивностью рассеяния, оказывающей слабое влияние на напряжение коммутирующего конденсатора.

В принятой мостовой схеме имеет место процесс накопления энергии коммутирующим конденсатором от такта к такту, максимальный уровень напряжения на обкладках которого можно оценить по выражению:

и№ =UM + ,1МАХЛ'РТ с, (1)

лир; cos arctg-——

v Imax-p;

где Um - максимальное входное напряжение ТП;

AUci - превышение напряжения на коммутирующем конденсаторе над

входным в момент окончания коммутации главного тиристора, В;

ЩГ

р = I—'— - волновое сопротивление контура коммутации.

*СК

1МАХ ~ максимальный ток ТП;

1 = 1,2,3 ... - номер такта.

Расчет динамики роста напряжения на коммутирующем конденсаторе с учетом сопротивления обмотки коммутирующего реактора переменному току показал, что после 50 тактов напряжение превышает

3600 В, что сопровождалось массовым выходом из строя тиристоров. С целью снижения напряжения на Ск были разработаны и испытаны устройства сброса избыточной энергии (УСЭ). Благодаря применению УСЭ, реализованного на двух ключевых элементах, приращение напряжения на обкладках коммутирующего конденсатора стабилизировано в пределах 20% от входного.

Изначально ТП был рассчитан на коммутацию выходного тока 1<1 = 1000 А, однако опытные поездки показали, что для обеспечения

2

требуемого ускорения 0,8 м/с достаточно величины силы тока 800 А. В связи с этим уставка тока ТП была снижена, а параметры коммутирующего контура остались прежними Ьк= 20-10"6 Гн, Ск = 80-10 Ф. При таких параметрах коммутирующего контура коэффициент коммутационной способности составляет К = 2,5 и амплитуда коммутирующего тока оказывается существенно завышенной, поэтому в опытных поездках наблюдался перегрев коммутирующего реактора относительно температуры окружающего воздуха на 120- 130 °С.

Для снижения амплитуды тока через реактор его индуктивность была увеличена до Ьк = 32-Ю"6 Гн и перегрев обмотки снизился до 75 °С за счет снижения мощности потерь в 1,4 раза и увеличения поверхности охлаждения обмотки. Однако время протекания коммутационных процессов увеличилось, что ограничило регулировочную способность ТП. С целью оптимизации контура коммутации предложено уменьшить

-б

емкость коммутирующего конденсатора до 60-10 Ф. В этом случае К =

1,7, а мощность потерь снизилась в 1,8 раза по сравнению с первоначальным вариантом.

Применение предложенного контура коммутации требует изменения алгоритма управления УСЭ, который был разработан для различных положений контроллера машиниста (КМ), исходя из условия обеспечения требуемого схемного времени выключения тиристоров (рис.3).

Рис.3. Зависимости схемного времени ТП от напряжения контактной сети при различных положениях КМ

Как видно из рисунка, при снижении напряжения контактной сети УСЭ необходимо отключать.

В третьей главе выполнен аналитический расчет потерь мощности в элементах входной преобразовательной установки.

Одним из основных показателей эффективности работы электротехнической системы является к.п.д, определяющий экономичность и надежность установки в целом. Поскольку опыт эксплуатации входных преобразователей электропоезда ЭТ2А может быть востребован для дальнейших разработок подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями, а также при импульсном регулировании напряжения на коллекторных машинах, в работе уделено внимание получению аналитических зависимостей, позволяющих оценить потери в преобразовательных устройствах на стадии их проектирования.

В режиме тяги выполнен расчет мощности потерь в СПП применительно к схеме и назначению приборов, в конденсаторном и реакторном оборудовании с учетом потерь в стали сердечников.

Мощность, потребляемая из сети, определяется выражением:

Рп=ис-1(1-Х, (2)

где ис - напряжение контактной сети;

1а - ток ТП;

X - коэффициент заполнения импульса ТП.

В результате получена зависимость к.п.д. входных преобразователей в зависимости от коэффициента заполнения импульса ТП, заданного системой управления (рис.4).

л

0,98 0,97 0,96 0,95 0,94 0,93 0,92 0,91 0,90 0,89

В режиме электродинамического торможения помимо составляющих мощности потерь тягового режима дополнительно рассчитаны потери:

- в тормозных резисторах;

- в тиристорных ограничителях напряжения (ТОН);

- в диодах электродинамического торможения УВЗ, УЕ>5 (рис.1).

Первые две составляющих дополнительных потерь зависят от доли энергии, принимаемой контактной сетью, которая учтена коэффициентом

приема Кп-

С тем чтобы напряжение на токоприемнике оставалось на постоянном уровне, средний ток конденсатора фильтра должен быть равен нулю, то есть энергия, запасаемая конденсатором во время паузы ТП, отдается в тяговую сеть или гасится на тормозных резисторах в интервале открытого состояния ТП. С учетом этого можно записать уравнение баланса токов:

Рис.4. К.п.д. входных преобразователей в режиме тяги

1<1=1а-Я. + 1а-(1-Х).Кп+1к, (3)

отсюда ток тормозных резисторов:

1а=1<1.(1-Х)(1-Кп). (4)

С другой стороны ток тормозных резисторов определяется выражением:

■»-г*;-^ <5)

где Ях - сопротивление тормозного резистора; А,т - коэффициент заполнения ТОН.

Отсюда следует, что для поддержания постоянного напряжения на

токоприемнике необходимо определить коэффициент заполнения ТОН:

,(1_1).(1_Кп) (6)

ис

Мощность, отдаваемую в контактную сеть, находим из выражения:

Р0=ис-1(1-(1-Х)-Кп. (7)

По результатам расчета на рис.5 построены зависимости к.п.д. входных преобразователей для различных значений Кп.

Адекватность выполненных расчетов подтверждается опытными данными, полученными ВНИИЖТ (рис.6). Опытная зависимость к.п.д. от скорости движения получена из отношения измереннбй активной мощности, отдаваемой в тяговую сеть, к активной мощности на стороне переменного тока АИТ. Максимальное расхождение опытных и расчетных данных с учетом измеренных токов и напряжений в силовой цепи не превышает 6,5 % и вызвано в основном тем, что при расчете не учитывались потери мощности в АИТ.

электродинамического торможения

Рис.6. Сравнение результатов расчета с опытными данными

В четвертой главе разработана математическая модель наиболее опасного режима короткого замыкания (КЗ) в силовой цепи электропоезда.

Специфика работы железнодорожного транспорта связана с воздействием на подвижной состав многих негативных факторов, в числе которых можно отметить широкий диапазон изменения температур, повышенные запыленность и вибрация, атмосферные осадки и прочие. В связи с чем, в процессе эксплуатации не исключается возможность возникновения аварийных режимов, характеризующихся интенсивным нарастанием тока в силовых цепях. Поэтому внедрение на электрическом подвижном составе силовых полупроводниковых преобразователей выдвигает повышенные требования к их надежности, к обеспечению бесперебойной и долговременной эксплуатации. Обеспечить надежную работу силовых преобразователей с высоким коэффициентом использования тиристоров и диодов возможно при помощи быстродействующих систем и соответствующих способов защиты. Ввиду чувствительности полупроводниковых приборов к перегрузкам эти системы и способы должны обеспечивать максимальное быстродействие с необходимыми ограничениями аварийных токов по длительности и амплитуде. Невыполнение этих требований приводит к перегреву полупроводниковой структуры и выходу приборов из строя.

Наиболее опасный режим КЗ в силовой схеме моторного вагона электропоезда ЭТ2А возможен при сквозном пробое изоляции токоведущих частей, расположенных между прерывателем ТП1 и

сглаживающим реактором Lei (рис.7).

Для предотвращения выхода из строя тиристоров, а также обратного диода VD1 следует использовать реакторы L2, L3, ограничивающие скорость нарастания и амплитуду аварийного тока.

- 14-

Индуктивности реакторов должны быть ' выбраны из тех соображений, чтобы к моменту отключения быстродействующей защиты (БЗ) анодный ток прибора не превысил значений ударных токов.

Для построения математической модели введем ряд допущений:

- активные составляющие индуктивностей и емкостей, а также контактной сети не учитываются;

- аварийный процесс не влияет на напряжение источника питания;

- подача управляющих импульсов на силовые тиристоры блокируется сразу после возникновения аварийного режима.

Схема замещения силовой цепи при возникновении КЗ приведена на

рис.8.

Система уравнений для расчета электрической цепи в операторной форме имеет вид:

-11(р>ч-12(р) + 14(р> = 0

14(Р)-1З(РЫ5(Р) = 0

и1(р) + и2(р) = Е(р) , (8)

и1(р)+и4(р)+и5(р) = Е(р) и5(р)-и3(р) = 0

где р - независимая переменная.

Решение системы уравнений (8) выполнено с использованием теоремы разложения и теоремы свертывания функций.

■о

Рис.7. Коропсое замыкание в силовой цепи электропоезда ЭТ2А

11(р).и,(р)

]2(р)> и2 (р)

Рис.8. Схема замещения силовой цепи при КЗ -16-

Полученные зависимости токов короткого замыкания от времени имеют вид:

/ \

К1

-КбХ!+1

^.Кз-^-З-Кз-^+К!-^

+ 2-Е

-Кб-х!+1

(9)

2-Е-

К4 -XI -К2 -XI +1

5-К5-^-З-КЗ -Й^ + К!

+ 2-Е--К4_х22-К2-Х2+1- ^.г)^; (10)

5-К5 -Д/Х^-З-КЗ

13(0 = Е.

г-Кз-^-Кз-^

(П)

где К! =1,! + Ь2;

к2 -С1 +1'3 сг +1-з с2;

К3 = Ь1 -Ь2 -С) -Ь3 -С| -Ьз -С2 + Ь2 -Ьз -С} +Ь2 -1<з -С2

1 1 2 к4 = 21>1 'С1 'Сг +2 ^ С1 '

К5 -Ь2 -Ь3 -С^ -С2;

Кб=--Ь2-С,+Ьз-С,+Ьз-С2;

1 2 1 к8 =---Ь2-Ь3-С1 +--ь2>ь3-с1-с2;

xi, 2 =

-К3 ±-у/к32-4-К5 -К1

2-К<

С тем, чтобы амплитуда аварийного тока не превысила соответствующих ударных значений, должны выполняться условия:

Ь22 + 8 • Ь32 + 2 • Ь2 • ч/Ь2• Ь3 -2-Ь2-Ь3 4 /^М"^

(ь22 + 4.Ь32)

Е

и)

, (12)

Ьг Ь2 + 2-Ь3+2-Л/Ь2-Ь3 <4 Г1Р8М-1о12 ПЗч

Ьз Ь22 +4-Ъ32 "С\ Е )' ^

где Ггбм. ^БМ ■ допустимые токи тиристоров и диодов соответственно;

1кз - время от начала процесса КЗ до полного отключения БЗ. Основным недостатком применения токоограничнтельных реакторов является то, что от их параметров зависит уровень напряжения на коммутирующем конденсаторе, а, следовательно, и потери в элементах ТП. Максимально допустимая величина этого напряжения определяется классом СПП. Задаваясь запасом по напряжению в 10%, учитывающим разброс параметров тиристоров и контура коммутации, получим

максимальное напряжение на конденсаторе Чем = 0,9-3600 = 3240 В.

Исходя из этого, суммарная индуктивность реакторов не должна превышать:

Ь 2 +ь3 =СК

f в ^

I

м

•Ьк =112-10 Гн,

(14)

где Ем - 4000 В - максимальное питающее напряжение; 1м = 800 А - максимальный ток нагрузки Ш.

-6 -6 Условия (12)- (14) выполняются при Ь2 = 68-10 Гн, Ьз = 44-10

-3

Гн, при этом полное время отключения БЗ составляет 5-10 с.

На рис.9 показаны мгновенные значения аварийных токов тиристоров и диодов совмещенные с зависимостями ударных токов от времени. Из осциллограмм следует, что при выбранных индуктивностях

ограничительных реакторов токи тиристоров 1\Я5(*) и Диодов ГуоО) не

превышают соответствующих ударных токов вплоть отключения БЗ.

Рис.9. Осциллограммы токов КЗ -20-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выполнен анализ технико-экономических показателей отечественных и зарубежных электропоездов нового поколения. Показано, что электропоезд ЭТ2А по многим характеристикам не уступает, а по некоторым позициям превосходит существующие отечественные и зарубежные разработки.

2. Введение дросселей насыщения в цепи обратных диодов устранило пик прикладываемого к ним обратного напряжения, что в 2,5 раза снизило мощность коммутационных потерь и обеспечило их надежную работу.

3. Включение дополнительных снабберных цепей параллельно обратным диодам исключило влияние дросселей насыщения на уровень напряжения на обкладках коммутирующих конденсаторов.

4. Устройство сброса избыточной энергии с двумя ключевыми элементами обеспечило стабилизацию напряжения на обкладках коммутирующего конденсатора в пределах 20% от входного, что существенно снизило отказы тиристорных прерывателей электропоезда.

5. Предложенное изменение параметров контура коммутации уменьшило потери в реакторе в 1,4 раза и перегрев его обмотки со 120 °С до 75 °С, что подтвердилось результатами тепловых испытаний на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ.

6. Полученные аналитические выражения позволяют оценить потери мощности и к.п.д. тягового электропривода при различных режимах работы электропоезда. Максимальное расхождение расчетных значений к.п.д. тягового привода с опытными данными в режиме электродинамического торможения не превышает 6,5 %.

7. Предложены расчетные зависимости, позволяющие определять необходимый коэффициент заполнения импульса тиристорных

ограничителей напряжения при различной доле приема энергии контактной сетью в режиме электродинамического торможения.

8. Наиболее опасным аварийным режимом, возникающим при эксплуатации электрооборудования моторного вагона электропоезда ЭТ2А, является короткое замыкание на вводе сглаживающего реактора Lei- Применение токоограничительных реакторов для защиты силовых полупроводниковых приборов в режимах короткого замыкания является необходимым средством, позволяющим обеспечить их дальнейшую работоспособность после отключения основной быстродействующей защиты.

9. Разработана математическая модель режима короткого замыкания силовой цепи, включая комбинированный входной фильтр, позволяющая на стадии проектирования дать рекомендации по выбору типов полупроводниковых приборов и токоограничительных реактивных элементов.

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих работах автора:

1. A.B. Ковтун, Н.В. Лысов. Особенности силовой цепи опытного электропоезда ЭТ2А с асинхронным тяговым приводом. Неделя науки -2001 (шестьдесят первая научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых). Программа и тезисы докладов. СПб: ПГУПС, 2001. с.249.

2. A.B. Ковтун, Н.В. Лысов, Электропоезд ЭТ2А с асинхронным тяговым приводом. Локомотив. 2002, №10. с.31-32.

3. A.B. Ковтун, Н.В. Лысов. Повышение энергетических показателей тиристорного преобразователя опытного электропоезда ЭТ2А.

Электрификация и развитие железнодорожного транспорта России. Традиции, современность, перспективы: Материалы международного симпозиума Eltrans 2001. ПГУПС, 2002. с.211-215.

4. A.B. Ковтун, Н.В. Лысов. Тиристорный преобразователь электропоезда ЭТ2А с асинхронным тяговым приводом. Исследования и разработки ресурсосберегающих технологий на железнодорожном транспорте: Межвузовский сборник научных трудов с международным участием/ под ред. д.т.н. В.Н. Яковлева. Выпуск 23. Самара: СамИИТ, 2002. с.255 - 258.

5. A.C. Корнев, A.B. Ковтун. Защита полупроводниковых приборов в режиме короткого замыкания силовой цепи электропоезда постоянного тока с асинхронными тяговыми двигателями. Вестник инженеров-электромехаников железнодорожного транспорта. №1, Самара: ООО «РА ДСМ», 2003. с.31-35.

6. Ковтун A.B. Снижение потерь энергии в контуре принудительной коммутации импульсного регулятора электропоезда постоянного тока с асинхронным тяговым приводом. Тезисы докладов IV Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электроподвижного состава». Новочеркасск. 2003, с.105-107.

7. Васильев С.Н., Ковтун A.B., Лысов Н.В. Электропоезд ЭТ2А с асинхронными двигателями. Новые промышленные технологии. 2003. Выпуск 1 (312). с.84-87.

Подписано к печати 22.10.03г. Печ.л. -1.5

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 1\16

Тираж 100 экз. Заказ № 105^

Тип. ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр. 9

«

f

»

V

2оо ? -А

I7¿<( Р1761 1

ВВЕДЕНИЕ

1. ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ И ЗАРУБЕЖНЫЙ МОТОРВАГОННЫЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ С АСИНХРОННЫМ тяговым ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

1.1.Технико-экономические предпосылки. применения асинхронных тяговых двигателей на электропоездах

1.2.Мировой опыт создания электропоездов с асинхронным тяговым приводом

1.3. Сравнительный анализ технических характеристик современных электропоездов

1.4. Постановка задачи

2. КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ИМПУЛЬСНОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ ПОСТОЯННОГО ТОКА

2.1. Режимы и особенности работы силовых цепей электропоезда

2.2. Выбор схемы входного регулятора и его обоснование

2.3. Повышение энергетических показателей тиристорного прерывателя

2.4. Выбор оптимальных параметров коммутирующего контура тиристорного прерывателя

3. МОЩНОСТЬ ПОТЕРЬ И КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ВХОДНЫХ ТИРИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

3.1. Мощность потерь и коэффициент полезного действия входных преобразователей в режиме

3.2. Мощность потерь и коэффициент полезного действия входных преобразователей в режиме электродинамического торможения

3.3. Сравнение результатов расчета коэффициента полезного действия входных преобразователей с опытными данными

4. - МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РЕЖИМА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В СИЛОВОЙ ЦЕПИ ЭЛЕКТРОПОЕЗДА

4.1. Аварийные процессы в полупроводниковых преобразователях электрического подвижного состава 1^

4.2. Режим короткого замыкания в силовой цепи электропоезда ЭТ2А

4.3. Выбор параметров токоограничительных реакторов и алгоритма срабатывания быстродействующей защиты

Состояние экономики государства, развитие его социальной сферы во многом зависят от функционирования транспортных систем и в частности железнодорожной. Ос-'новным интегральным достижением ученых, инженеров, всех работников железнодорожного транспорта нашей страны следует считать создание и устойчивую эксплуатацию производственно-технического комплекса Министерства путей сообщения, обеспечивающего на сегодняшний день освоение более 35 % мирового грузооборота и около 15% пассажиро-оборота на сети железных дорог, составляющей всего 7 % мировой железнодорожной сети [1, 2] . Длина железных дорог России составляет 87,5 тыс. км, из них протяженность электрифицированных линий - 38,5 тыс. км, или 44%. На долю электрической тяги приходится более 73% общего объема грузовых и пассажирских перевозок при меньшей себестоимости по сравнению с тепловозной тягой за счет использования экологически чистой электрической энергии с наибольшей эффективностью [3].

На протяжении всей истории развития отечественных железных дорог совершенствовалась материально-техническая база локомотивного хозяйства, претерпевали изменения методы эксплуатации и ремонта подвижного состава, что способствовало улучшению его использования как по мощности, так и по времени, а также снижению эксплуатационных расходов. За последние годы созданы новые типы электровозов и электропоездов, в силовых передачах и управляющих устройствах которых используются электронные системы автоматики, а в конструкции - высокопрочные материалы.

К сожалению, не могут не сказываться имевшиеся в последние годы жесткие ограничения инвестиций. На сети эксплуатируются до 30% технических средств, выработавших установленные сроки службы. Износ парка электровозов на сегодняшний день составляет более 60%. Техническое обслуживание и ремонт изношенного подвижного состава требуют значительных дополнительных затрат материальных и трудовых ресурсов. Следовательно, в самом ближайшем будущем вопрос закупки новых электровозов и электропоездов встанет со всей остротой [4, 5].

Долгосрочный прогноз развития страны показывает, что в России в обозримом будущем железнодорожный транспорт останется основным в сфере как основных, так и пассажирских перевозок [б] . Выполнение перевозок в объеме, соответствующем полному удовлетворению спроса на них, потребует интенсивного проведения стабилизирующих мер, укрепления материально-технической базы, повышения производительности труда и новых прогрессивных решений буквально во всех сферах сложного железнодорожного хозяйства. Для решения этой и других задач, стоящих перед железными дорогами, МПС России и Комитетом РФ по машиностроению разработана программа, отражающая офрптогию научно-технической политики в новых условиях работы. Если ранее главным критерием выбора того или иного решения являлось достижение максимальной провозной способности, то теперь этот критерий заменяется требованием минимизации эксплуатационных расходов с учетом загруженности основных технических средств.

Одним из перспективных направлений развития железнодорожного транспорта является создание подвижного состава нового поколения и освоение его серийного производства. Имеющиеся результаты многолетних отечественных теоретических и экспериментальных исследований на стендах и макетных образцах, а также достижения зарубежных фирм обуславливают необходимость применения на ЭПС бесколлекторных, а в частности, асинхронных тяговых двигателей (АТД) [7, 8, 9] .

Идея использования АТД на ЭПС известна ещё с конца XIX века. Трёхфазный ток первым нашёл применение на магистральных грузовых линиях. Ещё в 1897 г железные дороги севера Италии были электрифицированы переменным трёхфазным током [10]. Асинхронный тяговый двигатель привлекал к себе внимание простотой своего исполнения и возможностью питания его значительно более высоким напряжением. Кроме того, асинхронная машина давала надёжное решение в осуществлении рекуперативного торможения, что очень важно для горных дорог.

Сначала энергия трёхфазного тока подводилась к двигателю посредством системы «два контактных провода -рельс». Но по причине своей дороговизны и сложности воздушных стрелок такая система не нашла широкого применения .

Более экономичными по устройству контактной подвески являются системы, в которых электровоз получает энергию однофазного тока с последующим ее преобразованием посредством вращающегося преобразователя, асинхронного или синхронного. Ранее всех такая система была разработана американской фирмой Вестингауз в 1915 г. В дальнейшем были спроектированы электровозы с фазорасще-пителями фирмы Ганц (преобразователь Кандо), фирмы Сименс-Шуккерт и другие.

Однако такие электровозы имели сравнительно низкий к.п.д. и коэффициент мощности, а также сложную конструкцию и высокую стоимость преобразовательной установ-. ки. Эти причины явились серьезным препятствием к практическому использованию асинхронного тягового привода на том этапе развития техники.

Вопрос о внедрении АТД был поставлен только после появления управляемых силовых полупроводниковых приборов [11-15] . В 70е годы работы по этому направлению в нашей стране были доведены до стадии. создания опытных образцов ЭПС и их испытаний (электропоезд ЭР-9А, 1970г; электровоз ВЛ-80а, 1971г), но по разным причинам их доводка не была в свое время завершена. В этот же период велись разработки асинхронного тягового привода (АТП) иностранными фирмами ВВС (Швейцария), AEG (Германия), Шкода (Чехословакия), Ганц (Венгрия), а также рядом других фирм Франции, Германии, Италии и HnoHiBi.связи с интенсивным развитием ^силовой электроники, преобразовательной и микропроцессорной техники в 80-90-е годы XX столетия появилась возможность разработки новых видов тягового электропривода и, на его базе, нового подвижного состава, обеспечивающего высокие технико-экономические характеристики, автоматическое управление режимами работы, низкие затраты в эксплуатации. Поэтому этот период характеризуются широким внедрением АТП на ЭПС железных дорог мира в сочетании с преобразователями электрической энергии, выполненными с использованием последних достижений в силовой и информационной электронике, микропроцессорных систем управления и диагностики. Наиболее высоких успехов в создании асинхронных приводов достигли фирма ABB и фирмы Японии.

При использовании для целей тяги асинхронных двигателей могут быть реализованы следующие преимущества:

- простота конструктивного исполнения тяговых двигателей и повышение их надёжности вследствие отсутствия коллекторно-щёточного узла;

- малые габариты и масса асинхронных тяговых двигателей (по сравнению с коллекторными двигателями) позволяют уменьшить динамическое воздействие на путь, а также улучшают вписывание двигателей в тележку;

- возможность уменьшения числа обмоторенных осей для электропоездов и тем самым снижения их стоимости;

- сокращение расхода меди и изоляционных материалов на изготовление тяговых двигателей;

- отсутствие искрения при работе асинхронных машин позволяет использовать их в пожаро- и взрывоопасных средах (например, в шахтах);

- снижение эксплуатационных расходов и повышение производительности электроподвижного состава вследствие реализации указанных выше преимуществ.

Необходимо отметить, что использование АТД на транспорте в определенной степени сдерживается затруднениями, связанными с реализацией жестких тяговых характеристик, значительным уровнем шума и относительно высокой стоимостью электронного оборудования.

В условиях жестких требований снижения результирующих массогабаритных показателей ЭПС с одновременным ростом их мощности и улучшением технико-экономических показателей, возможности, последовательность и сроки практического внедрения конкретного типа электропривода с бесколлекторными двигателями определяются не только наличием требуемой силовой электронной элементной базы, .изоляционных материалов, но и уровнем отработки схем и параметров статических преобразователей, алгоритмов и аппаратных средств управления, параметров двигателей и в целом электроприводов, использованием новых, нетрадиционных конструкторских решений по всему перечню электрического и механического оборудования ЭПС.

В настоящей работе рассматриваются и решаются вопросы, связанные с разработкой, наладкой и последующим внедрением опытного электропоезда ЭТ2А. В ходе создания опытного электропоезда было пройдено несколько этапов. Изначально силовая схема была воспроизведена на исследовательском стенде, где в течение 1997-98 гг был выполнен большой объем работ, в число которых вошли: отработка алгоритмов управления и защиты тягового привода, исследование электромагнитных и тепловых процессов в силовых преобразователях с целью оптимизации их параметров и режимов работы, разработка и корректировка конструкторской документации в соответствии с принятыми схемными решениями. Проведенные исследования подтвердили работоспособность выбранного варианта схемы, возможность ее практического воплощения на ЭПС, а также определили основные направления дальнейшего совершенствования электрооборудования тягового привода.

Вторым этапом разработки явилось создание макетного образца моторного вагона на базе серийного вагона ЭР2Р. Для удобства проведения исследований электрическое преобразовательное оборудование было расположено в салоне моторного вагона. В ходе опытных поездок в реальных климатических условиях были уточнены расчетные значения параметров силовой цепи и системы управления и выполнены необходимые их доработки.

В результате проведенной научно-исследовательской работы в 1999 г Торжокским вагоностроительным заводом был выпущен опытный электропоезд, состоящий из двух моторных и двух головных вагонов. Управление силовыми преобразователями осуществляет микропроцессорная система управления (МПСУ) на основе микроконтроллера фирмы «Siemens». Существенным достоинством электропоезда по сравнению с аналогичными отечественными разработками является значительно меньшая стоимость благодаря максимальному использованию серийных компонентов, а также возможность формирования состава из вагонов с асинхрон-. ным приводом и серийных вагонов ЭТ2.

Выводы по четвертой главе:

1.Наиболее опасным аварийным режимом, возникающим при эксплуатации электрооборудования моторного вагона электропоезда ЭТ2А, является короткое замыкание на вводе сглаживающего реактора Lei, приводящее к выходу из строя силовых полупроводниковых приборов.

2.Определены параметры токоограничительных реакторов для защиты силовых полупроводниковых приборов в режимах короткого замыкания, обеспечивающие их дальнейшую работоспособность после отключения основной быстродействующей защиты.

3.Разработанная математическая модель режима короткого замыкания силовой цепи, включая комбинированный входной фильтр, позволяет на стадии проектирования определить конкретные типы полупроводниковых приборов и токоограничительных реактивных элементов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам диссертационной работы можно сделать следующие выводы:

1.Выполнен анализ технико-экономических показателей отечественных и зарубежных электропоездов нового поколения. Показано, что электропоезд ЭТ2А по многим характеристикам не уступает, а по некоторым позициям превосходит существующие отечественные и зарубежные разработки.

2.Введены дроссели насыщения в цепь -обратных диодов, что устранило пик прикладываемого к ним обратного напряжения, позволило в 2,5 раза уменьшить мощность коммутационных потерь в их структуре и обеспечило их надежную работу.

3. Параллельно обратным диодам включена дополнительная снабберная цепь, что позволило исключить влияние дросселя насыщения на уровень напряжения на обкладках коммутирующего конденсатора.

4. Устройство сброса избыточной энергии с двумя ключевыми элементами обеспечило стабилизацию напряжения на обкладках коммутирующего конденсатора в пределах 20% от входного, что существенно снизило отказы тиристорных прерывателей электропоезда.

5.Увеличение индуктивности коммутирующего реактора снизило потери в его обмотке в 1,4 раза и уменьшило перегрев обмотки со 120 °С ДО 75 °С, что подтвердилось результатами тепловых испытаний на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ.

6.Получены аналитические выражения, которые можно использовать для расчета мощности потерь в основных элементах силовой цепи преобразовательной установки и к.п.д. при различных режимах работы электропоезда. Максимальное расхождение опытных и расчетных значений к. п.д. в режиме электродинамического торможения не превышает 6,5 %.

7.Предложены расчетные зависимости, позволяющие определять необходимый коэффициент заполнения импульса тиристорных ограничителей напряжения при различной доле приема энергии контактной сетью в режиме электродинамического торможения.

8.Наиболее опасным аварийным режимом, возникающим при эксплуатации электрооборудования моторного вагона электропоезда ЭТ2А, является короткое замыкание на вводе сглаживающего реактора Lei. Применение токоограничительных реакторов для защиты силовых полупроводниковых приборов в режимах короткого замыкания является необходимым средством, позволяющим обеспечить их дальнейшую работоспособность после отключения основной быстродействующей защиты.

9.Разработана математическая модель режима короткого замыкания силовой цепи, включая комбинированный входной фильтр, позволяющая на стадии проектирования дать рекомендации по выбору типов полупроводниковых приборов и токоограничительных реактивных элементов.

1. Лисицын А.Л. Железнодорожный транспорт России: из XX в XXI век. Вестник ВНИИЖТ. 2001, № 1. с. 3.

2. Моделирование электромеханической системы электровоза с асинхронным тяговым приводом/ Ю.А. Бахвалов, А. А. Зарифьян, В.Н. Кашников и др.; Под ред. Е.М. Плохова. -М.: Транспорт, 2001. с.3-10.

3. Иньков Ю.М., Литовченко В.В., Шаров В.А. Асинхронные тяговые двигатели на железнодорожном транспорте. Электротехника. 1994, № 3. с.22.

4. Мишарин А. С., Наговицын B.C. Задачи развития железнодорожного транспорта России. Электрификация и развитие железнодорожного транспорта России. Традиции, современность, перспективы: Материалы международного симпозиума Eltrans 2001. ПГУПС, 2002. с.20-21.

5. Щербаков В.Г. Результаты разработок и проблемы создания бесколлекторного привода для железнодорожного подвижного состава. Электротехника. 2001, № 3. с.37-39.

6. Алексеев А.Е. Тяговые ■ электрические машины и преобразователи. J1.: Энергия, 1977. с.5-9.

7. Евсеев Ю.А., Крюкова Н.Н. Силовое полупроводниковое строение. Электротехническое производство, передовой опыт и научно-технические достижения. Информэлектро. 1988. Выпуск 9. с.1-3.

8. Розанов Ю.К., Флоренцев С.Н. Электропривод и силовая электроника. Электротехника. 1998, № 11. с.7-12.

9. Воронин К.Д., Евсеев Ю.А., Локтаев Ю.М. и др. Силовые полупроводниковые приборы состояние и перспективы. Электротехника. 1984, № 3. с.19-21.

10. Флоренцев С.Н., Ковалев Ф.И. Современная элементная база силовой электроники. Электротехника. 1996, № 4.с.2-8.

11. Ковалев Ф.И., Флоренцев С.Н. Силовая электроника: вчера, сегодня, завтра. Электротехника. 1997, № 11.с.2-6.

12. Лувишис A.JI. Современные пригородные электропоезда. Локомотив. 1996, №8-12, 1997, №1.

13. Хомяков Б.И., Гомола Г.Г., Басов Ю.А., Назаров О.Н., Белокрылин А.Ю. Перспективы улучшения показателей пригородных электропоездов. Электрическая тяга на рубеже веков: Сборник научных трудов/ Под. ред. А.Л. Лисицына. М.: Интекст, 2000. с.110 -123.

14. Хомяков Б.И., Басов Ю.А., Теплов Е.Е., Белокрылин А.Ю., Самарец Д.М., Кирюшин Д.Е. Приемочные тягово-энергетические испытания электропоездов. Международнаяконференция «Экспериментальное кольцо 70». Сборник докладов. М.: Интекст. 2002. с.115.

15. Ласка Б. Системы приводов для электропоездов постоянного тока 3 кВ. Локомотив. 2000, №. 1. с.42-4 5.

16. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями/ Н.А. Ротанов, А.С. Курбасов, Ю.Г. Быков, В.В. Литовченко. Под ред. Н.А. Ротанова. М.: Транспорт, 1991. с.47-50.

17. Аракелян А.К., Солодов К.В., Шаварин Н.И. Оптимизация работы автономного инвертора тока в частотно-регулируемом асинхронном приводе. Электротехника. 2002, № 1. с.19-24.

18. Дядичко В.Я., Лещев А. И и др. Электропоезд ЭНЗ: особенности конструкции и электрических схем. Локомотив. 2000, №5. с.34-37.

19. Захаров В.И., Князев Н.В., Костюков И.В. Асинхронный тяговый двигатель НТА-350 электропоезда ЭНЗ. Локомотив.2001, №4. с.36.

20. R. Wagner. Системы и компоненты современного тягового привода для моторвагонных поездов. Железные дороги мира. 1997, №1. с.18-19.

21. Сиротинкин С.В., Куприянов М.В. Знакомьтесь: электропоезд ЭД6. Локомотив. 2001, № 7. с. 40-41.

22. Литовченко В.В., Шаров В.А., Баранцев О.В., Корзина Е.В. Устройство и работа тягового привода электропоезда ЭД6. Локомотив. 2001, № 9. с.32-33.

23. Акопян Г.А., Брусов А.К., Мегрецкий К.В. Электропоезд «Сокол»: тяговые и тормозные характеристики. Локомотив.2002, №10. с.31-32.

24. Sokol tested on Shcherbinka loop. Railway Gazette International. April 2001. p. 235.

25. Лещев А.И., Суслова K.H. Технико-экономическая эффективность применения IGBT, IGCT, GTO в новых разработках преобразователей электрического подвижного состава. Известия ВУЗов: Электромеханика. 2001, № 4-5. с.82-88.

26. Чибиркин В.В. Создание силовых полупроводниковых приборов для преобразователей подвижного состава. Электротехника. 1998, №3. с.1-2.

27. Виноградов А.В., Чистосердов В.Л., Сибирцев А.Н., Монов Д. А. Новая серия цифровых асинхронных электроприводов на основе векторных принципов управленияи формирования переменных. Электротехника. 2001, № 12. с.25.

28. Ковтун А.В., Лысов Н.В. Электропоезд ЭТ2А с асинхронным тяговым приводом. Локомотив.2002, №10.с.31-32.

29. Васильев С.Н., Ковтун А.В., Лысов Н.В. Электропоезд ЭТ2А с асинхронными двигателями. Новые промышленные технологии. 2003. Выпуск 1 (312). с.84-87.

30. Толстов Ю.Г. Автономные инверторы тока. М. : Энергия, 1978. с.181-188.

31. Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. Л.: Энергия. 1973. с.304.

32. Забродин Ю.С. Коммутационные характеристики узлов принудительной коммутации тиристоров. Электротехника. 1971, № 9. с. 6-9.

33. Забродин Ю.С. Узлы принудительной- конденсаторной коммутации тиристоров. М.: Энергия. 1974. с.128.

34. Лабунцов В.А., Тугов Н.М. Динамические режимы эксплуатации мощных тиристоров. М.: Энергия. 1977. с.192.

35. Скаржепа В.А., Шелехов К.В. Цифровое управление тиристорными преобразователями. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение. 1984. с.7-13.

36. Бирзниекс Л.В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М., Энергия, 1974. с.177-217.

37. Некрасов В. И. Импульсное управление тяговыми двигателями электрического подвижного состава постоянноготока. I. Силовые цепи импульсных устройств управления. Л. ЛИИЖТ, 1972. с. 88-97.

38. Тиристорные преобразователи постоянного напряжения для низковольтного электротранспорта/ Шидловский А.К., Павлов В.Б. Киев: «Наукова думка», 1982. с.5-43.

39. Электропоезда постоянного тока с импульсными преобразователями. Я. Я. Берзинын, Л. В. Бирзниекс, В. П. Данилов, В.Е. Розенфельд, О.Г. Чаусов, В.В. Шевченко./ Под ред. проф. Розенфельда В.Е. М.: Транспорт, 1976.с.7-34.

40. Rashid N.M. Design of LC input filter for multiphase DC choppers. IEE Proc. Vol.130 Pt. В, № 1, 1983.1. Pp.39-44.

41. Каяри Э.П., Феоктистов В.П., Чаусов О.Г. Расчет входных фильтров для групповых импульсных преобразователей постоянного тока. Электротехническая промышленность. Серия «Преобразовательная техника». 1977. Выпуск 10 (93). с. 7-9.

42. Корнев А. С., Левитский Б.Ю., Мазнев А.С. и др. Улучшение условий работы тиристоров в преобразователях с дросселем насыщения кабельного типа. Электротехника. 1986, №2. с.23-25.

43. Hinz G. Schutzdrosseln fur thyristoren einsatz neuer hochwertiger, weichmagnetischer werkstoffe. Schweizer maschinenmarkt. 1984, №16. 74-76 (перевод с нем.).

44. Ашкинази Г.А., Золотаревский Л.Я., Мазо Л.Д., Тимофеев В.Н., Шульга М.И., Шумилин В.Н. Силовые диоды ср-п-переходом и диоды Шоттки на основе арсенида галлия. Электротехника. 1985, №5. с.17.

45. Куземин А.И., Глушков Е.Ф., Горохов В.Н., Таратута И. П. Потери в тиристорах и диодах при восстановлении обратного напряжения. Электротехника, 1987, №1.с.31-33.

46. Волохов В.А., Хрычинов Э.Е:, Киселев В.И. Системы охлаждения теплонагруженных радиоэлектронных приборов. «Библиотека радиоконструктора». М.: Советское радио. 1975. с.8-12.

47. Кузьмин В.А., Сунгаловский С.С. Расчет процесса выключения силового диода методом конечных элементов. Электротехника. 1988, №8. с.55.

48. Глазенко Т. А., Иришков В. И. Тиристорные преобразователи с дросселями насыщения для систем электропривода (расчет и проектирование). Л.: Энергия, 1978. с.5-8.

49. Дубровин М.А. Мостовые преобразователи с насыщающимися реакторами. Изд-во Саратовского университета, 1979, с.8-12.

50. Рогов А.Н. Отбор избыточной энергии коммутирующих устройств инвертора напряжения высокоскоростного наземного транспорта. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Л. : ЛИИЖТ, 1985. с.8 10.

51. Analysis of transient and steady-state process in LC chopper. Michael A. Slonim, Zvi Kremer. Int. J. Electronics. 1987, vol.63, № 1, 123-134.

52. Левитский Б.Ю., Мазнев А.С., Корнев А.С. Определение перенапряжений в многозвенных коммутирующих устройствах тиристорных преобразователей энергии. Электричество. 1981, № 7. с.51-53.

53. Даревский А.И., Кухаркин Е.С. Теоретические основы электротехники, ч.И/ Под ред. П.А. Ионкина. М. : Высшая школа. 1965. с.203-226.

54. Электромагнитные элементы радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Ю.С. Русин, 'И.Я. Гликман, А.Н. Горский. М.: Радио и связь, 1991. с.88-97, 105-115.

55. Вальян Р.Х. Трансформаторы для радиоэлектроники. М. : Советское радио. 1971, с.141-142, 608-609.

56. Русин Ю.С. Расчет электромагнитных систем. Л.: Энергия, 1968. с.36-44.

57. Сифоров В.И. Радиоприемные устройства. Издание 5-е, переработ. М.: Военное издательство министерства обороны Союза ССР, 1954 г. с.161-168.

58. Гликман И.Я., Русин Ю.С. Расчет характеристик элементов цепей радиоэлектронной аппаратуры. М. : «Советское радио», 1976. с.109-113.

59. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. 3-е изд., переработ. и доп. Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1986.с.11-12.

60. Горский А.Н., Русин Ю.С., Иванов Н.Р., Сергеева Л.А. Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания. М.: Радио и связь. 1988. с.61-70.

61. Бегагоин Э.И., Сулейманов Р. Я. Расчет параметров контуров параллельной коммутации широтно-импульсных преобразователей. Электротехника. 1976, №9. с.47-49.

62. Русин Ю.С., Чепарухин A.M. Проектирование индуктивных элементов приборов. J1.: Машиностроение, Ленингр. отд-е. 1981. с.78-84.

63. Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Сахаров Ю.В. Силовые полупроводниковые приборы (справочник). М., «Энергия», 1975. с.55.

64. Солодунов A.M., Иньков Ю.М., Коваливкер Г.Н., Литовченко В.В. Преобразовательные устройства электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями. Рига: Зинатне. 1991. с.73-75.

65. Прусак Я. Экономичность контуров коммутации импульсных преобразователей электропоездов / Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Л.: Типография ЛИИЖТа.1985. с.8-10.

66. Ермуратский В.В., Ермуратский П. В. Конденсаторы переменного тока в тиристорных преобразователях. М. : Энергия, 1979. с.42, 99.

67. Справочник по электрическим конденсаторам. Общие сведения, выбор и применение. Под. ред. В. В. Ермуратского. Кишинев, «Штиинца», 1982. с.63.

68. Г. Готтер' Нагревание и охлаждение электрических машин, пер.с нем., M.-JI., Госэнергоиздат,1961. с.114-120.

69. Стернин В.Г., Карпенский А. К. Сухие токоограничивающие реакторы. M.-J1., Энергия, 1965.с.85-106.

70. Электротехнический справочник, изд. 4-е, переработ., под ред. П.Г. Грудинского, М.Г. Чиликина (глав, ред.) и др. Т.1, М.: Энергия, 1971. с.222 226.

71. Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Энергоиздат, 1982. с. 5-12.

72. Тарасов А.Н. Аварийные процессы в тиристорных преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Электричество, 1997, №8. с.49

73. Глух Е.М., Зеленов В.Е., Канашев Н.М. Новые методы быстродействующей защиты силовых тиристорных преобразователей. Труды Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики. Электромеханика. 1972, т.38, с.160.

74. Крылов С.С., Мельников Е.В., Конышев Л.И. Информационные цепи преобразователей тиристорных электроприводов. М. : Энергоатомиздат, 1984. с.65-87.

75. Ашкинази Г.А., Рабинерсон А.А. Режимы нагрузки силовых полупроводниковых приборов. М., «Энергия», 197 6. с.10-11.

76. Грехов И.В., Линийчук И.А. Тиристоры, выключаемые током управления. Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение. 1982. с.59-61.

77. Зеленов В.Е. Анализ аварийного процесса и метод быстродействующей защиты при срыве инвертирования в преобразователе частоты со звеном постоянного тока. Электричество. 1977, №2. с.60.

78. Конторович М.И. Операционное исчисление и процессы в электрических цепях. Учебное пособио для ВУЗоп. Ипд. 4-о перераб. и доп. М., Советское радио. 1975, с.5.

79. Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике для научных и инженерных работников. М. : Наука. 1974 .с.228-255.

80. Шипилло В. В. Операторно-рекуррентный анализ электрических цепей и систем. М. : Энергоатомиздат, 1991. с.7-10.

81. Диткин В.А., Прудников А.П. Операционное исчисление. М.: Высшая школа. 1966. с.408.

82. Диткин В. А., Кузнецов П. И. Справочник по операционному исчислению. Гостехиздат. 1951. с.255.

83. Ван-дер-Поль В., Бреммер X. Операционное исчисление на основе двухстороннего преобразования Лапласа. М. : ИЛ. 1952. с.506.

84. Жуйков В.Я., Коротеев И.Е., Сучик В.Е. Применение свертки функций в комплексной области для расчета электромагнитных процессов в преобразовательных устройствах. Изв. ВУЗов. Энергетика. 1980, № 4.с.101-103.

85. Кузьмин В.А., Мамонов В.И., Чесноков Ю.А. Допустимые ударные токи и механизмы отказа силовых полупроводниковых приборов в различных режимах. Электротехника. 1984, № 3. с.44-47.

86. ОАО «Электровыпрямитель» Каталог. Силовые полупроводниковые приборы. Саранск, Мордовское книжное издательство. 2000 г. с. 16-17, 32-33.

87. Тиристоры (Технический справочник). Пер. с англ./ Под ред. В.А. Лабунцова, С.Г. Обухова, А.Ф. Свиридова. М. : Энергия. 1971, с.560.

88. Андриенко П. Д. Защита реверсивных тиристорных преобразователей. Киев.: Техн1ка, 1977. с.31, 65, 74-76, 101-113.

89. Намитоков К.К., Ильина Н.А., Шкловский И.Г. Аппараты для защиты полупроводниковых устройств. М. : Энергоатомиздат, 1988. с.69-73.

90. Разевиг В. Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0. М. : «Солон Р», 2000. с.138 - 190.

91. Разевиг В. Д. Система проектирования цифровых устройств OrCad. М.: «Солон Р», 2000. с.154 - 159.