專利名稱：交直型電力機車經(jīng)濟四段半控橋式相控調(diào)壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交直型電力機車一種主電路調(diào)壓控制方法，特別是韶山3B型電力機車一種主電路調(diào)壓控制方法。
目前韶山3B型電力機車主電路的能量傳遞是從接觸網(wǎng)25KV工頻交流供電經(jīng)由主變壓器降壓、調(diào)壓整流裝置轉(zhuǎn)換為可調(diào)節(jié)的直流電壓，提供給牽引電機執(zhí)行拖動任務(wù)。其調(diào)壓方式采用主變壓器低壓側(cè)晶閘管不等分三段半控橋式順序相控調(diào)壓方式，即第一段a1-x1-T11、T12、D11、D12(a2-x2——T21、T22、D21、D22)大橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓1071V(空載)，通過控制T11、T12(T21、T22)臂晶閘管導(dǎo)通角，使直流輸出電壓由0平滑調(diào)節(jié)至 Ud，(Ud是調(diào)壓整流裝置輸出總電壓)，直到T11、T12(T21、T22)晶閘管全導(dǎo)通。第二段a3-b3——T13、T14、D13、D14(a4-b4-T23、T24、D23、D24)小橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5 V(空載)，通過控制T13、T14(T23、T24)臂晶閘管導(dǎo)通角，使直流輸出電壓由 Ud平滑調(diào)節(jié)至 Ud，直到T13、T14(T23、T24)晶閘管全導(dǎo)通。第三段b3-x3-T15、T16、D13、D14(b4-x4-T25、T26、D23、D24)小橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5 V(空載)，通過控制T15、T16(T25、T26)臂晶閘管導(dǎo)通角，使直流輸出由 Ud平滑調(diào)節(jié)至Ud，直至T15、T16(T25、T26)晶閘管全導(dǎo)通。
這種控制方式產(chǎn)生的缺點是，犧牲了機車固有的功率因數(shù)指標(biāo)，致使機車的平均功率因數(shù)下降到65％以下，既浪費了電能，造成電網(wǎng)污染，又降低了機車的牽引功率。
本發(fā)明的目的旨在克服上述缺點，為韶山3B型電力機車提供一種能有效地提高機車功率因數(shù)和牽引功率，節(jié)省電能，降低電網(wǎng)污染，實施又經(jīng)濟實用的經(jīng)濟四段半控橋式相控調(diào)壓方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的韶山3B型電力機車主電路牽引控制方式，目前是依靠電子控制柜產(chǎn)生并送往硅機組可控硅的觸發(fā)脈沖，按
圖1電路中T11、T12(T21、T22)→T15、T16(T25、T26)的導(dǎo)通順序，完成 Ud+ Ud+ Ud三段橋不等分順序控制方式的(T11等為晶閘管)。本發(fā)明的任務(wù)是在不改變機車主電路的條件下，將韶山3B型電力機車主電路牽引控制方式，改變?yōu)? Ud→ Ud)→ Ud(同時退出前兩個 Ud)→ Ud→ Ud)→Ud的調(diào)壓方式來達(dá)到本發(fā)明目的。
即在機車牽引工況時，主變壓器ZB低壓側(cè)a1-x1和a3-b3-x3，a2-x2和a4-b4-x4繞組分別同1ZGZ、2ZGZ硅整流裝置，各自構(gòu)成兩個轉(zhuǎn)向架獨立供電的經(jīng)濟四段半控橋式調(diào)壓整流電路，其控制程序為首先，對a3-b3——T13、T14、D13、D14(a4-b4——T23、T24、D23、D24)小橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5V(空載)，通過控制T13、T14(T23、T24)臂晶閘管導(dǎo)通角，使直流輸出電壓由0平滑調(diào)節(jié)至 Ud，直至T13、T14(T23、T24)晶閘管全導(dǎo)通。
接著，對b3-x3——T15、T16、D13、D14(b4-x4——25、T26、D23、D24)小橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5 V(空載)，通過控制T15、T16(T25、T26)臂晶閘管導(dǎo)通角，使直流輸出電壓由 Ud平滑調(diào)節(jié)至 Ud，直至T15、T16(T25、T26)晶閘管全導(dǎo)通。
當(dāng)T15、T16(T25、T26)晶閘管全導(dǎo)通，即直流輸出電壓達(dá)到 Ud+ Ud= Ud時，通過控制T11、T12(T21、T22)臂晶閘管導(dǎo)通角，使其全導(dǎo)通，對a1-x1——T11、T12、D11、D12(a2-x2——T21、T22、D22、D21、D22)大橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓1071V(空載)，使直流輸出電壓達(dá)到 Ud，同時，通過控制T13、T14(T23、T24)臂晶閘管導(dǎo)通角和T15、T16(T25、T26)臂晶閘管導(dǎo)通角，使其全部關(guān)閉，退出第一段a3-b3-T13、T14、D13、D14(a4-b4——T23、T24、D23、D24)小橋調(diào)壓和第二段b3-x3——T15、T16、D13、D14(b4-x4-T25、T26、D23、D24)小橋調(diào)壓，即退出前兩個 Ud。之后，再對a3-b3-T13、T14、D13、D14(a4-b4——T23、T24、D23、D24)小橋進行調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5 V(空載)，通過控制T13、T14(T23、T24)臂晶閘管導(dǎo)通角，使直流輸出電壓由 Ud平滑調(diào)節(jié)至 Ud，直至T13、T14(T23、T24)晶閘管全導(dǎo)通。最后，再對b3-x3-T15、T16、D13、D14(b4-x4——T25、T26、D23、D24)小橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5 V(空載)，通過控制T15、T16(T25、T26)臂晶閘管導(dǎo)通角，使直流輸出電壓由 Ud平滑調(diào)節(jié)至Ud，直至15、T16、(T25、T26)晶閘管全導(dǎo)通，從而完成了對經(jīng)濟四段半控橋的控制。如何在不改變韶山3B型電力機車主電路條件下，實現(xiàn)由目前的三段橋不等分順序控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷崿F(xiàn)經(jīng)濟四段半控橋控制方式，關(guān)鍵在于改變電子控制柜產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的順序，即必須改變電子控制柜中脈沖形成插件中的順序邏輯電路。本發(fā)明提供了實現(xiàn)韶山3B型電力機車經(jīng)濟四段半控橋控制方式的脈沖形成邏輯電路。
本發(fā)明的積極效果在于我國鐵路運輸任務(wù)繁重，機車數(shù)量已嚴(yán)重不足，目前承擔(dān)云、貴、川地區(qū)繁忙運輸任務(wù)的韶山3B型電力機車只有160余輛，形勢不允許對機車的主電路作大的改動，經(jīng)濟四段半控橋式相控調(diào)壓方法，就是在這種緊迫的形勢下創(chuàng)造出來的，這種牽引控制方式，使機車的功率因數(shù)由原來不到65％提高到78％～80％，其平均值較改造前提高14％，既節(jié)約了用電能源，減少了無功功率，大大地提高牽引功率，增加了運輸量，又有效地提高了機車、設(shè)備的利用率，使電網(wǎng)電壓穩(wěn)定、減少了電網(wǎng)污染。
本發(fā)明有如下附圖圖1為韶山3B型電力機車主電路原理圖；圖2為經(jīng)濟四段半控橋電子柜脈沖形成插件電路框圖；圖3為經(jīng)濟四段半控橋Ue1、Ue2、Ue3形成電路圖。
圖中電路主要元件型號參數(shù)功能表 下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步描述圖3給出的是執(zhí)行經(jīng)濟四段半控橋控制方法的關(guān)鍵電路——簡稱經(jīng)濟四段半控橋控制觸發(fā)信號產(chǎn)生電路，這個電路由Ue1、Ue2、Ue3電壓輸出電路和t*UF/RC形成與固化電路組成，在機車牽引工況時，來自轉(zhuǎn)向架控制插件的直流移相控制電壓信號UE1、UE2/3和同步電壓積分峰值信號UF決定了Ue1、Ue2、Ue3的輸出，當(dāng)UE2由0→2V變化時，Ue2=UF-4UE2由8V→0變化，第一段 小橋順序至滿開放，此時整流裝置輸出 Ud，當(dāng)UE3由2V→4V變化時，Ue3=2UF→4UE3由8V→0變化，第二段 小橋順序至滿開放，整流裝置又輸出 Ud，即 Ud+ Ud，此時，UE3= UF，令Ue1=UF-2t*UF/RC，即人為控制 大橋逐漸至滿開放，當(dāng)Ue1=0時，讓2t*UF/RC固化為UF，即讓Ue1為0V，使 大橋維持滿開放，此時Ue2=UF-4(UE2-t*UF/RC)=UF，Ue3=2UF-4(UE3-t*UF/RC)=2UF，即兩小段 橋均截止。當(dāng)UE2由4V→6V變化時，Ue2=UF2-4(UE2- UF)，由8V→0變化，第一段 小橋又順序至滿開放，整流裝置輸出為 Ud+ Ud。當(dāng)UE3由6V→8V變化時，Ue3=2UF2-4(UE2- UF)，由8V→0變化，第二段 小橋又順序至滿開放，整流裝置輸又出 Ud，至此整流裝置總輸出為Ud，完成了對經(jīng)濟四段半控橋的控制。
權(quán)利要求
1.一種交直型電力機車的主電路調(diào)壓控制方法，包括有機車主電路(圖1)中主變壓器ZB低壓側(cè)的a1-x1和a3-b3-x3，a2-x2和a4-b4-x4繞組，分別同1ZGZ、2ZGZ晶閘管整流裝置，各自構(gòu)成兩個轉(zhuǎn)向架獨立供電的半控橋式調(diào)壓整流電路，其特征在于利用該橋式調(diào)壓整流電路，實施經(jīng)濟四段半控橋控制方式。
2.按照權(quán)利要求1所述的交直型電力機車主電路經(jīng)濟四段半控橋控制方式，其特征在于首先對圖1中a3-b3-T13、T14、D13、D14(a4-b4-T23、T24、D23、D24)第一段 小橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5V(空載)，通過控制T13、T14(T23、T24)橋臂晶閘管導(dǎo)通角，直到全導(dǎo)通，使直流輸出電壓由0平滑調(diào)節(jié)到調(diào)壓整流裝置輸出總電壓Ud的四分之一，接著對b3-x3——T15、T16、D13、D14、(b4-x4——T25、T26、D23、D24)第二段 小橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5V(空載)，通過控制T15、T16(T25、T26)橋臂晶閘管導(dǎo)通角直到全導(dǎo)通，使直流輸出電壓由 Ud平滑調(diào)節(jié)到 Ud，接著對a1-x1——T11、T12、D11、D12(a2-x2——T21、T22、D21、D22) 大橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓1071V(空載)，通過控制T11、T12(T21、T22)橋臂晶閘管導(dǎo)通角，使直流輸出電壓達(dá)到 Ud，同時，通過控制T13、T14(T23、T24)第一段 小橋臂晶閘管導(dǎo)通角和T15、T16(T25、T26)第二段 小橋臂晶閘管導(dǎo)通角，使其全部關(guān)閉，退出第一段a3-b3-T13、T14、D13、D14(a4-b4——T23、T24、D23、D24) 小橋調(diào)壓和第二段b3-x3——T15、T16、D13、D14(b4-x4——T25、T26、D23、D24) 小橋調(diào)壓，最后，再對a3-b3-T13、T14、D13、D14(a4-b4——23、T24、D23、D24) 小橋調(diào)壓，整流橋輸入電壓535.5 V(空載)，通過控制T13、T14(T23、T24)橋臂晶閘管導(dǎo)通角直到全導(dǎo)通，使直流輸出電壓，由 Ud平滑調(diào)節(jié)到 Ud，接著再對b3-x3——T15、T16、D13、D14(b4-x4——T25、T26、D23、D24) 小橋調(diào)壓，整流橋輸出電壓535.5 V(空載)，通過控制T15、T16(T25、T26)橋臂晶閘管導(dǎo)通角直到全導(dǎo)通，使直流輸出電壓由 Ud平滑調(diào)節(jié)至Ud輸出。
全文摘要
目前交直型電力機車主電路,其調(diào)壓整流為三段橋不等分順序控制方式,使機車功率因數(shù),牽引功率過低,浪費電能源,造成電網(wǎng)污染,本發(fā)明的經(jīng)濟四段半控橋式相控調(diào)壓方法,在不改變主電路情況下,由原來三段橋控制方式,改變成(1/4Ud→1/4Ud)→1/2Ud(同時退出前兩個1/4Ud)→(1/4Ud→1/4Ud)→Ud主電路控制方式,從而使機車功率因數(shù)由原來不到65%提高到78%～80%,提高了牽引功率,大大節(jié)約了電能源,提高了原有機車及設(shè)備利用率,減少了電網(wǎng)污染。
文檔編號B60L15/00GK1285291SQ9911508
公開日2001年2月28日 申請日期1999年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月19日
發(fā)明者江海濤 申請人:成都鐵路分局成都機務(wù)段