ANALYSIS OF THE DISADVANTAGES AND METHODS OF INCREASING THE EFFICIENCY OF THYRISTOR CONVERTERS OF AN ELECTRIC LOCOMOTIVE DURING THEIR IMPLEMENTATION
Keywords:
rectifier-inverter converter, thyristor, electric locomotive, BUVIP, SFI, control system, VL80r, reliabilityAbstract
Improving the energy characteristics of alternating current electric locomotives is a topical issue under discussion. One of the options for its solution is to improve the power base of an electric locomotive, namely, solutions related to a rectifier-inverter converter. A modern thyristor VIP has been in operation for more than 50 years, behind which there are years of development, testing, equipment failures and solutions to improve the efficiency of converters.
The article discusses the historical data on the first experimental electric locomotives with thyristor converters. Cases of equipment failures during testing of three prototypes of VL80r electric locomotives with smooth voltage regulation on traction motors are presented. The statistics of failures for 1969-1972 are presented, the data of which testify to the low reliability of thyristor converters, as well as the need to refine the problem units.
The main problematic units, the refinement of which was carried out during the tests, are presented, these include: the logical part of the control equipment, output stages, BUVIP, SFI, parallel branches of thyristors in the arm. The article also shows possible variants of the rectification process disturbance with possible causes and consequences of emergency operation, as well as cases of current distribution disturbance along parallel thyristor branches.
Shown are technical solutions aimed at improving the performance and reliability of the thyristor converter, which subsequently led the converter to stable operation, which gave rise to its mass use in AC electric locomotives. The following solutions are considered as options for increasing the operability: to improve the control equipment, redundancy of nodes and increase the power of power thyristors.
References
Знаенок В.Н. Выпрямительно-инверторный преобразователь электровоза на базе IGBT-транзисторов как способ повышения пропускной способности участков железной дороги / В.Н. Знаенок, А.О. Линьков, О.В. Мельниченко. – Текс: непосредственный // Известия Транссиба. – 2021 - №1 (45). – С 66 – 75.
Тихменев, Б. Н. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями [Текст] / Б. Н. Тихменев, В. А. Кучумов. – М.: Транспорт, 1988. – 311 с.
Мельниченко О.В. Обеспечение работоспособности электровоза в режиме при аварийных режимах выпрямительно-инверторного преобразователя: монография / О.В. Мельниченко. – Иркутск : ИрГУПС, 2014. – 169 с. : ил. ISBN 978-5-98710-248-0
Капустин Л.Д., Тесля Г.Т. Тиристорные электровозы ВЛ80р с рекуперативным торможением // Электрическая и тепловозная тяга. 1974. №6 (210). С. 4 – 6. – Текст: непосредственный
Капустин Л.Д. Надежность и эффективность электровозов ВЛ80р в эксплуатации // Л.Д. Капустин, А.С. Копанев, А.Л. Лозановский - М.: Транспорт, 1986 - 240 с. Тескт: непосредственный
Бурдасов Б.К., Толстых В.А., Янбиков В.Я. Тиристорный преобразователь для электровозов ВЛ85 // Вестник ВНИИЖТ. 1988. №1. С. 20 - 23
Капустин, Л.Д. Особенности работы электровозов с тиристорными преобразователями в экстремальных условиях системы электроснабжения [Текст] / Л.Д. Капустин // Электрическое торможение электроподвижного состава: Сб. науч. тр. /Под ред. О. А. Некрасова. - М.: Транспорт, 1984. - С. 57-68.
Капустин Л.Д. Обеспечение надежности системы управления электроподвижного состава с тиристорными преобразователями // Вестник ВНИИЖТ. 1975. № 2. С. 5 – 9.
Голованов В.А., Горбань В.Н. Сравнительный анализ формирователей импульсов управления тиристорных преобразователей электроподвижного состава // Вестник ВНИИЖТ. 1977. № 7. С. 7 - 10
Бурдасов Б.К., Толстых В.А. Система формирования импульсов унифицированного преобразователя переменного тока // Вестник ВНИИЖТ. 1985. №1. С. 12 – 15.
О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года. – Утв. Указом Президента Российской Федерации № 204 от 07.05.2018 / Правительство Российской Федерации. – Москва, 2018. – 19 с. – Текст : непосредственный
Белая книга ОАО «РЖД» № 769/р от 17.04.2018 «Стратегия научно-технического развития холдинга «РЖД» на период до 2025 года и на перспективу до 2030 года». – Текст : электронный. - URL:https://www.irgups.ru/sites/default/files/irgups/science/document/strategiya_ nauchnotehnologichekogo_razvitiya_holdinga_rzhd_na_period_do_2025_goda_i_na_perspektivu_do_2030_goda_belaya_kniga_2018.pdf (дата обращения: 24.03.2021). .
Савоськин А.Н., Ефремов А.А., Зверев В.Г., Завьялова Н.Б. Цифровой БУВИП для электровоза ВЛ80р // Вестник ВНИИЖТ. 1985. №2. С. 17 – 20
Богинский С. А. Повышение коэффициента мощности электровозов переменного тока за счет новой организации сетевой коммутации плеч выпрямительно-инверторного преобразователя / С. А. Богинский, О. В. Мельниченко, А. О. Линьков // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2019. – Т. 62, № 2. – С. 166–177. – DOI: 10.26731/1813-9108.2019.2(62).166–177
Устинов Р.И., Мельниченко О.В., Портной А.Ю., Шрамко С.Г., Линьков А.О.,
Яговкин Д.А. Способ повышения работоспособности электровозов переменного тока в режиме рекуперативного торможения и устройство для его реализации. Патент RU, no. 2659756: МПК B60L 9/12, B60L 7/16, H02P 7/295, H02M 7/1555, B60L 2200/26, 2018.
