Предлагается новая усовершенствованная методика расчета для построения магнитной характеристики тягового электродвигателя постоянного тока, позволяющая повысить точность расчета в режимах ослабления поля. Разработаны математические модели тягового электропривода с двигателем постоянного тока при использовании функционального преобразователя для определения коэффициента ослабления поля на основе модели вебер-амперной характеристики.

Какие на сегодняшний день существуют тиристорные преобразователи и где они применяются? В статье рассмотрены наиболее распространенные виды тиристорных преобразователей.

Выполнен анализ преобразовательных подстанций на IGBT-транзисторах с использованием преобразователей напряжения (ПН) различной схемотехники: двухуровневых, трехуровневых и многоуровневых, и их энергетических показателей. Показано преимущественное применение по основным показателям трехуровневых ПН. Проведено сопоставление ПН с преобразователями тока (ПТ) и отмечены их разные области применения. ПТ на основе тиристоров рекомендуются для магистральных передач большой мощности, а ПН на IGBT-транзисторах – для вставок, передач средней и малой мощности, а также средств управления и компенсации гибких систем переменного тока. Приведены компоновки преобразовательных подстанций на базе ПТ и ПН, и показано существенное снижение габаритов и занимаемых площадей (примерно вдвое) с использованием ПН.

Выполнен анализ преобразовательных подстанций на IGBT-транзисторах с использованием преобразователей напряжения (ПН) различной схемотехники: двухуровневых, трехуровневых и многоуровневых, и их энергетических показателей. Показано преимущественное применение по основным показателям трехуровневых ПН. Проведено сопоставление ПН с преобразователями тока (ПТ) и отмечены их разные области применения. ПТ на основе тиристоров рекомендуются для магистральных передач большой мощности, а ПН на IGBT-транзисторах – для вставок, передач средней и малой мощности, а также средств управления и компенсации гибких систем переменного тока. Приведены компоновки преобразовательных подстанций на базе ПТ и ПН, и показано существенное снижение габаритов и занимаемых площадей (примерно вдвое) с использованием ПН.

Выполнен анализ потребностей СПП и отмечено промышленное освоение новых технологий в виде карбида кремния для мощных IGBT-транзисторов и арсенида галлия для менее мощных MOSFET-ключей. Представлены показатели транзисторов на основе карбида кремния и показаны их преимущества в части температурной, электрической и радиационной стойкости сравнительно с транзисторами на основе кремния. Анализ модулей и блоков с использованием карбида кремния показал возможность их реализации в виде готовых преобразователей напряжения и частоты вплоть до мощностей 200 кВт.

Выполнен анализ потребностей СПП и отмечено промышленное освоение новых технологий в виде карбида кремния для мощных IGBT-транзисторов и арсенида галлия для менее мощных MOSFET-ключей. Представлены показатели транзисторов на основе карбида кремния и показаны их преимущества в части температурной, электрической и радиационной стойкости сравнительно с транзисторами на основе кремния. Анализ модулей и блоков с использованием карбида кремния показал возможность их реализации в виде готовых преобразователей напряжения и частоты вплоть до мощностей 200 кВт.

Предлагаемые к применению на океанографическом судне синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ) позволяют в 4 раза снизить массогабаритные показатели и повысить энергоэффективность сравнительно с электромашинами общепромышленного применения. В качестве генератора предложена конструкция с внешним ротором, которая обладает лучшими массогабаритными и энергетическими показателями, нежели генераторная установка Wartsila. Это достигается отказом от маховика, системы возбуждения и воздушной системы охлаждения. Обосновано применение низковольтной системы электроснабжения с применением IGBT-транзисторов, что позволяет оптимизировать эту систему по надежности, экономичности и стоимости.

Выполнен анализ схемотехники и характеристик тягового электропривода грузовых магистральных локомотивов (ГМЛ). Показаны преимущества использования асинхронных тяговых электродвигателей взамен коллекторных двигателей и автономных преобразователей DC/DC и DC/AC на IGBT-транзисторах с микропроцессорными системами управления и диагностики. Для маневровых электролокомотивов (МЭЛ) приведены данные зарубежных и отечественных тепловозов и гибридных комбинированных локомотивов. Показаны преимущества выполнения модульных конструкций с использованием силовых модулей разных разработчиков и замены дизелей на водородный привод, дополненный аккумуляторами и суперконденсаторами.