Обновить

4QS-преобразователь на подвижном составе переменного тока: принцип действия

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение15 мин
Охват и читатели12K
Всего голосов 15: ↑15 и ↓0+18
Комментарии31

Комментарии 31

А на практике не будет - рейс и ведро полупроводников на свалку?

ЭП20 вполне себе продолжает эксплуатироваться. А "Ласточки" я уж вообще молчу. Так что все там нормально с полупроводниками, и уже давно

Ведерко тратится разово, при разработке системы.

На счет переменки, на сколько помню Мурманское отделение Октябрьской давно переведено на переменный ток.

На Октябрьской много где есть переменки, и соответственно участков стыкования. Говоря об этой дороге, я имел скорее главный ход Москва - Питер

Да, на переменке от Свири до Мурманска.
Думал уже до Питера дотянулись.

разве постоянный ток не эффективнее за счет того, что по проводу можно передать больше энергии, чем если бы это был переменный?

Нет. Для передачи энергии на большие расстояния необходимо повышать напряжение, с тем, чтобы при той же передаваемой мощности снизить ток, а значит и потери. Поэтому возникает ряд проблем:
1. Генерация постоянного тока очень высокого напряжения упирается в проблему конструирования соответствующих электрических машин
2. Обратное понижения напряжения технически сложнее, а в 30-е годы прошлого века, когда об этом начали думать всерьез - и технически невозможно. Да и сейчас попробуйте построить DC/DC преобразователь с 750 кВ до 10 кВ, хотя бы. Не думаю, что выйдет

К тому же, переменный ток - это три фазы, а не одна. А три фазы нужны для того чтобы питать промышленные машины, приводимые двигателями переменного тока.

На сегодняшний день редко кого уже удивит ЛЭП с напряжением в 750 кВ, и это все благодаря удобству выработки и трансформации переменного напряжения.

постоянный ток не эффективнее за счет того, что по проводу можно передать больше энергии, чем если бы это был переменный?

Да и собственно говоря - а с чего это вы взяли?

Да и собственно говоря - а с чего это вы взяли?

Переменный в окружающих предметах наводит ЭДС - это не бесплатно

Излучение ~ 4 степени частоты. Можно считать, что не наводит.
Думаю, утечки и корона дадут в сотни раз больше.

Кажется, человек имел в виду наведенную ЭДС, а не излучение.

Электромагнитное поле же. Это уже от окружения зависит, что в неём будет наведено. Наверное.

ну если представить синусоиду, то можно увидеть, что часть времени мощность не максимальна. Только при достижении пика синусоиды передаётся максимальная мощность.

С постоянным током труднее осуществлять коммутацию на подстанциях, увеличится коррозия рельс или контактной подвески. И что-нибудь ещë.

После войны опытный участок Гори - Цхинвали электрифицировали постоянкой 6кВ. Опытная эксплуатация показала, что это дает больше проблем чем преимуществ. Кстати, силовая цепь ПС там была устроена ровно наоборот к нынешним переменникам - инвертор, трансформатор (звено переменного тока), тиристорный управляемый выпрямитель. В целом эксперимент был признан неудачным, к тому же еще до войны (1938 г.) построили опытный ОР22 на ~20 кВ 50 Гц. Что интересно, электровоз вышел удачным, и там впервые, еще в до полупроводниковую эру, применили плавное фазное регулирование напряжения - применялись специальные игнитроны с регулировочными сетками. Внедрению всего этого помешала война. После войны стало очевидно, что переменка гораздо более перспективное направление.

Вот сейчас допустим, уже даже не 25 кВ передается на линию, а 50 кВ. Провод идет по полевой стороне, а контактный провод питается от него через автотрансформаторы. Эта система 2х25 кВ позволяет в 4 раза уменьшить плотность тяговых подстанций вдоль участка. Что, я так подозреваю, не предел.

Со стороны ЖД кажется империей, махиной - да, наверное, империей и является. Представляется, что должны быть свои НИИ, разработки, патенты, агенты промышленного шпионажа во всех странах и т.п., то есть проблем с доступом к современным разработкам быть не должно.

должны быть свои НИИ

ВНИИЖТ же.

А также ПГУПС и прочие транспортные университеты

А также ПГУПС и прочие транспортные университеты

К сожалению транспортные университеты - на обочине этого процесса. Какие-то задачи, конечно решаются в рамках отдельных договоров, однако у всех производителей ж/д техники есть свои инжиниринговые подразделения, где выпускника ж/д вуза встретить трудно. В основном мы готовим эксплуатационников, а не конструкторов. Плюс ко всему, вся разработка новых систем транспорта со всех сторон обложена запретами коммерческих тайн и получить реальную информацию очень трудно. Кроме красивой презентации вам никто просто так ничего не покажет. Да и та техника, о которой я пишу в статье - реально эксплуатируемые образцы это Simems, Alstom и прочее бомбардье....

Я так понимаю на постоянке возможно рекуперативное торможение, а на переменке это крайне проблематично.

С момента появления управляемых выпрямителей - никаких проблем с рекуперативным торможением на переменке нет. И причем уже давно. Чую надо и про это писать статью...)))

P.S.: Собственно картинка и статьи - рекуперация через тиристорный преобразователь

P.P.S.: Была у меня задумка статьи про ЭДТ на подвижном составе. Видимо пришло время, есть запрос)

На постоянке возможно пользоваться старыми технологиями (двигателями постоянного тока, например и вообще менять всю инфраструктуру), а на переменке нет, нужно много импортных компонентов. Кажется, в этом главная причина неперехода

Подскажите пожалуйста, угол fi мы выбираем наобум?

Было бы интересно рассмотреть автоматическую логику управления, без ручного выбора угла fi

Обязательно рассмотрим

В общем-то логика довольна проста, в целом. Нам нужно измерять следующие величины
1. Напряжение в звене постоянного тока - его мы должны поддерживать постоянным. Сигнал рассогласования, обработанный регулятором напряжения даст на выходе заданную амплитуду тока I_{2m}^{ref} через входной дроссель
2. Напряжение на обмотке трансформатора U_2, которое мы нормируем по амплитуде и получаем текущее значение синуса фазы сетевого напряжения, а умножив на заданную амплитуду тока получим задание на ток
3. Текущий ток через дроссель I_2. Сигнал рассогласования, обработанный регулятором даст нам угол \psi в той или иной форме, который мы отдаем на съедение униполярной ШИМ

Для меня проблема именно в регуляторе тока, пока не придумал, а почитать в общем-то негде

Бо́льшая часть территории России (Сибири и дальний восток) электрифицирована постоянкой или не электрифицирована вообще

Не вводите людей в заблуждение, общая доля электрификации сети составляет 50%.Переменный ток в Сибири на Красноярской жд и на БАМе (Тайшет-Вихоревка), Большая часть электровозов Ермак там работает

https://supermap.zatramvaj.su/

Я в Сибири живу. С переменкой тут не очень. Постоянка повсеместна. Переменки много в европейской части, и нам постоянно рассказывают, что переведут и у нас. И даже телодвижения какие-то для этого совершают. Но тяговые подстанции на постоянном токе стоят на транссибе (я на них был, как раз от ГУПСа, и никто их пока не заменил и вряд ли заменят в ближайшее время - денег нет. По баму я ездил на восток - с какого-то момента (ночью перецепляли, я спал) вместо электровоза тащит тепловоз - там не везде электрифицирована дорога. Карты - это хорошо, но я не по картам сужу, а по тому, что видел. Моя вина - верю глазам, а не интернету

от Мариинска и до Владивостока весь Транссиб на переменном токе. Если точнее, то Красноярская ЖД, Восточно-Сибирская, Забайкальская и Дальневосточная железные дороги – на переменном токе. На постоянном токе в Сибири и на Урале – Западно-Сибирская, Южно-Уральская, Свердловская железные дороги(западнее ст. Мариинск).

Большая половина электрифицированных линий железных дорог в нашей стране

Учитель математики в школе: "Половина не может быть большей или меньшей, ведь это -- ровно половина. К сожалению, большая половина класса понять этого не может".

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации