Модуль силового инвертора

Модуль силового инвертора (МСИ) преобразует входное напряжение контактной сети постоянного тока в 3-фазное напряжение переменного тока для питания 4-х асинхронных тяговых двигателей вагона, включенных параллельно. В состав МСИ так же входит чоппер тормозного реостата тягового привода.

Конструкция модуля силового инвертора

Трёхфазный инвертор состоит из пятнадцати (3 ветви по 5 штук) IGBT-модулей (полумост – 1700 В, 800 А), соединённых параллельно. Реостатный чоппер состоит из пяти IGBT-модулей (полумост - 1700 В, 800 А), так же соединённых параллельно.

Каждый IGBT модуль включает в себя по два транзистора и обратных диода. В чоппере нижний транзистор полумоста в работе не используется. Все IGBT транзисторы установлены на охладителе с принудительной вентиляцией. На охладителе также установлены три термостата, контролирующие его температуру. Термостаты соединены последовательно.

Модуль инвертора содержит электронное оборудование, установленное на основании охладителя (1). Обратная поверхность охладителя снабжена ребрами для эффективного отвода тепла с поверхности основания.

П о обеим сторонам основания охладителя расположены угловые крепления (2), при помощи которых модуль закреплён внутри блока тягового инвертора. Крепления снабжены роликами (3), которые упрощают процесс изъятия модуля из отсека контейнера.

Ребра охладителя забраны в металлический кожух (4), который образует вентиляционный канал для воздушного принудительного охлаждения. Модуль устанавливается в контейнер таким образом, что вентиляционный канал МСИ через резиновое уплотнение (5) стыкуется с воздушным каналом вентилятора охлаждения.

Модуль инвертора имеет низковольтный разъем (6) (цепи управления). Подключение силовых цепей постоянного и переменного тока осуществляется через шины (7). Кабели присоединяются к шинам при помощи двухболтового крепления, установленного на шинах.

Конструкция силового инвертора

IGBT – модули имеют изолированное основание и поэтому установлены прямо на заземлённом охладителе через специальную теплопроводящую пасту. Два изолированных друг от друга токоотвода (сборная расщепленная шина) соединяют силовые транзисторы между собой по входному напряжению. Пятнадцать конденсаторов расположены в три ряда по пять штук в каждом. Каждый конденсатор подключен непосредственно к расщеплённой шине и зафиксирован стеклотекстолитовыми держателями.

В пазы держателей с лицевой стороны МСИ вставлены три печатные платы драйверов управления силовыми транзисторами (8). Каждая плата имеет два канала и управляет верхними и нижними транзисторами одной фазы инвертора.

Платы интерфейса затворов транзисторов установлены непосредственно на IGBT – модулях и находятся под токоотводами.

Плата драйвера управления транзисторами чоппера тормозного реостата установлена на стеклотекстолитовом держателе силовых шин.

Работа инвертора

Управление силовым инвертором осуществляется блоком БУТП, который формирует импульсы управления транзисторами МСИ. С выхода БУТП управляющие импульсы поступают на платы драйверов силовых транзисторов. При передаче импульса управления к транзистору драйвер обеспечивает гальваническую развязку цепей и формирует специальные траектории отпирания и запирания транзисторов инвертора, а также необходимые для этого полярности напряжения на затворах транзисторов. Управление силовым инвертором осуществляется по методу широтно-импульсной модуляции. В приводе использован алгоритм векторной ШИМ, что обеспечивает высокую степень использования напряжения звена постоянного тока и минимизацию динамических потерь в инверторе.

Блок управления тяговым приводом.

Блок управления тяговым электроприводом БУТП (в дальнейшем именуемый блок) предназначен для управления инвертором напряжения питающим тяговые двигатели в режимах тяги и электрического торможения.

Блок представляет собой металлический каркас (1) с передней лицевой панелью (2) и задней крышкой (3). На лицевой панели блока расположен соединитель (4) для подключения технологического жгута контроля сигналов БУТП. Соединитель (5) предназначен для подключения эмулятора контроллера. Соединитель (6),расположенный в вырезе лицевой панели предназначен для подключения персонального компьютера по последовательному каналу с интерфейсом RS422. В закрытом прозрачном окне расположен батарейный отсек (7) и панель светодиодной индикации (8).

Внутри каркаса (1) размещается базовая узловая плата блока (2), в которую устанавливаются и крепятся остальные печатные платы электронных узлов блока.

БУТП обеспечивает выполнение следующих основных функций:

-Управление ВБ, контакторами, тормозным чоппером, силовым инвертором питания тяговых двигателей в режиме тяги и электрического реостатного торможения.

-Электронную защиту силовых цепей тягового электрооборудования в аварийных режимах.

-Управление силой тяги торможения двигателей при загрузки вагона .

-Защита от юза и буксования колесных пар.

-Эксплуатационные задачи и функции самодиагностики, включающие в себя проверку самоинициализации.