Об применении асинхронных электродвигателей на напряжение 10кВ в приводах вагонов и локомотивов.
Электродвигатели бывают на 380,660,1140,3000 ,6000 и 10000 Вольт. Последние 3 относяся к высоовольтным электродвигателям. Эти электродвигатели так же могут быть и частотно-регулируемыми. На железной дороге при применении частотного привода они так же могут применяться. Питание таких электродвигателей может осуществляться от сети 25-27кВ через преобразователь частоты или от сети 3кВ через инвертер с мультивибратором и импульсным трансформатором. При применении единого инвертера напряжение 25-27кВ вначале выпрямляется выпрямителем на диодах. Для электродвигателей на 10кВ хватает выпрямленного напряжения в 25кВ хватает. Так как силовые диоды бывают на напряжение до 6кВ,то в выпрямителях используется их последовательное включение 5-6 диодов(на 6кВ). Если надо преобразовать 3кВ в 10кВ,то используется мультивибратор(на биполярных 6кВ транзисторах серии ТК) ,импульсный трансформатор и выпрямительные диоды. Мультивибратор работает на стороне 3кВ и содержит 2 биполярных транзистора. Для подавления помех в мультивибраторе применяется батарея из конденсаторов включаемых в цепь постоянного тока мультивибратора.Трансформатор предназначен для повышения напряжения до 25кВ(коэффициент трансформации 8-10). Кроме того в состав оборудования входит система охлаждения.
Если предполагается двусистемный подвижной состав,то колёсные пары,тележка и система токосъёма рассчитывается на напряжение 25-27кВ(действующее значение). Питание преобразовательных агрегатов осуществляется по цепи: токоприёмник -молниезащита-вход преобразователя частоты-колесная пара-рельс(рельс считается нулевым проводником).Электродвигатель подключается на выход инвертера(или преобразователя частоты). Мультивибратор с трансформатором подключается в цепь постоянного тока преобразователя частоты(инвертера). Вместо сети 3кВ может подключаться аккумулятор. В цепях аккумулятора предусматриваются устройства разъединения цепи,так чтобы напряжение на концах батареи(аккумулятора) при обслуживании не превысило 1000 В.
Если предполагается односистемный подвижной состав,то колёсные пары,тележка и система токосъёма рассчитывается на 25кВ(переменный ток) или 3кВ(постоянный ток). В этом случае при питании на переменном токе мультивибратор не устанавливается,а при питании на постоянном токе цепь питания будет следующей: токоприёмник- молниезащита,-мультивибратор-колесная пара-рельс.В этом случае инвертер присоединяется к мультивибратору.Такой же вариант и при питании от аккумулятора(на 2,4кВ).
Об электродвигателях. Токи потребляемые электродвигателем,при той же мощности, на 10кВ будут ниже чем на 3 и 6 кВ и значительно ниже чем на 380В. По этой причине транзисторы преобразовательных устройств оказываются не тех размеров которые Вы ожидаете.Может оказаться так,что у электродвигателя на 500кВт ток окажется порядка 80-100 А(на 10кВ).
О генераторах. Подвагонных генераторах. Высоковольтные генераторы для железнодорожного транспорта разрабатывались на 6кВ.Они синхронные,переменного тока. С них через трансформатор можно получить 10кВ и 25кВ.Можно рассмотреть схему и с повышающим мультивибратором(описание выше,как для 3кВ).