ГОСТ 33323-2015 (IEC 61287-1:2005). Межгосударственный стандарт. Преобразователи полупроводниковые силовые для железнодорожного подвижного состава. Характеристики и методы испытаний

5 Тяговые непосредственные полупроводниковые преобразователи

 

5.1 Линейно-коммутируемые преобразователи для электродвигателей постоянного тока

Преобразователь является линейно-коммутируемым выпрямителем (с тиристорами) и может быть подсоединен к сети, линейному трансформатору или тяговому генератору.

5.1.1 Характеристики

5.1.1.1 Интерфейс между электродвигателем и преобразователем

Характеристики тяговых электродвигателей установлены в ГОСТ 2582.

В специальных технических условиях необходимо устанавливать интерфейс между электродвигателем и преобразователем, включая следующие значения выходных параметров преобразователя (номинальные параметры, колебания и т.д.):

- номинальный постоянный ток;

- максимальный постоянный ток с учетом диаграммы нагрузки;

- напряжение постоянного тока (напряжение при холостом ходе, номинальное напряжение);

- гармонические составляющие напряжения постоянного тока (особенно в условиях, при которых ожидаются высокие значения составляющих низкого порядка);

- коэффициент пульсации постоянного тока в условиях управления, дающих максимальные значения, связанный с определенными сглаживающими реакторами.

Значения характеристик электродвигателя приведены в 5.2.1.

Разработчик и изготовитель совместно координируют разработку и согласовывают требования.

5.1.1.2 Интерфейс между тяговым трансформатором и преобразователем

Характеристики тяговых трансформаторов приведены в ГОСТ 33324.

В технических условиях необходимо устанавливать интерфейс между трансформатором и преобразователем, включая следующие характеристики:

- характеристики системы электропитания, которые определены в 4.2.7;

- значения входных параметров переменного тока преобразователя (номинальные значения, колебания, допуски и т.д.);

- число обмоток преобразователя;

- напряжение при холостом ходе со стороны преобразователя;

- номинальный переменный ток со стороны преобразователя;

- максимальный переменный ток со стороны преобразователя с учетом диаграммы нагрузки;

- индуктивность коммутации;

- частоту линейного напряжения;

- гармонические составляющие переменного тока при установленных условиях;

- ток короткого замыкания после отказа в коммутации.

Разработчик и изготовитель совместно координируют разработку и согласовывают требования.

5.1.2 Испытания

5.1.2.1 Общие положения

Изменения силовой цепи преобразователя не допускаются, но метод контроля испытаний допускается изменять при условии, что будет обеспечена такая же нагрузка преобразователя, как при применении по назначению. Контрольно-измерительное оборудование испытательного стенда допускается использовать при условии, что работа преобразователя не изменится.

Испытания, установленные в данном подпункте, - дополнительные к испытаниям, установленным в 4.5.

При этих испытаниях сглаживающий реактор считают частью преобразователя.

Испытания, приведенные в таблице 4, - это периодические испытания. Испытания допускается проводить на производственных участках изготовителя или на железнодорожном подвижном составе.

 

Таблица 4

 

Дополнительные периодические испытания тяговых

непосредственных полупроводниковых преобразователей

 

Вид испытания	Место проведения	Номер подпункта
Измерение нестабильности постоянного напряжения	ПУИ/ТС	5.1.2.2
Испытание пульсирующим током нагрузки	ПУИ/ТС	5.1.2.3
Испытание на короткое замыкание (испытание проводят по соглашению между изготовителем и потребителем)	ПУИ/ТС	5.1.2.4
Испытание на отключение нагрузки (испытание проводят по соглашению между изготовителем и потребителем)	ПУИ/ТС	5.1.2.5
Испытание на устойчивость к кратковременному прерыванию электропитания в рекуперативном режиме	ПУИ/ТС	5.1.2.6
Примечание - ПУИ/ТС - испытание допускается проводить на производственных участках изготовителя или на железнодорожном подвижном составе.

 

5.1.2.2 Измерение нестабильности постоянного напряжения

Напряжение измеряют непосредственно на выводах преобразователя, за исключением падения напряжения сглаживающего реактора, и при установленном линейном напряжении и полном сопротивлении.

Критерий приемки: нестабильность постоянного напряжения должна быть в пределах, установленных изготовителем.

5.1.2.3 Испытание пульсирующим током нагрузки

Составляющие постоянного тока, среднеквадратическое, максимальное и минимальное значения пульсирующего тока должны быть измерены при установленном линейном напряжении, установленной нагрузке и в точках работы, соответствующих максимальному пульсирующему току. Испытание следует проводить при установленном сглаживающем сопротивлении.

Электродвигатель допускается заменять соответствующим источником напряжения и эквивалентным сопротивлением.

Критерий приемки: испытание считают успешным, если значение пульсирующего тока не более значения, установленного в 5.2.1.

5.1.2.4 Испытание на короткое замыкание

Испытание проводят по согласованию между изготовителем и потребителем.

Данное испытание проводят для верификации защиты преобразователя от сверхтоков (например, при пробое электродвигателя).

Программу испытаний разрабатывает изготовитель.

Испытание следует проводить со следующими параметрами и устройствами:

- с самым высоким номинальным линейным напряжением;

- с эквивалентным входным полным сопротивлением;

- с максимальным током;

- со всеми необходимыми защитными устройствами (составными частями, установленными на железнодорожном подвижном составе или имеющими такие же защитные характеристики);

- с нагрузкой, имитирующей электродвигатель постоянного тока, включая действующее сглаживающее реактивное сопротивление;

- с устройством короткого замыкания, имитирующим цепь короткого замыкания.

Для электродвигателей с последовательным возбуждением допускается соединение, показанное на рисунках 2 a) и 2 b). В случае, показанном на рисунке 2 a), пробой влияет только на обмотку ротора и, следовательно, только резистор имитируемой нагрузки на рисунке 2 c) должен быть коротко замкнут. В случае, показанном на рисунке 2 b), вся имитируемая нагрузка должна быть коротко замкнута, как показано на рисунке 2 d).

 

 

a) и b) - соединение обмотки возбуждения/якоря

электродвигателя с последовательным возбуждением

c) и d) - соединение при коротком замыкании

имитируемой нагрузки

 

Рисунок 2 - Конфигурация электродвигателей

с последовательным возбуждением

 

После достижения током в имитируемой нагрузке устойчивого состояния устройство короткого замыкания должно быть замкнуто. Получаемый ток при отказе должен быть определен и отключен защитным и отключающим поврежденную цепь оборудованием за общее время, установленное для функционирования этого оборудования.

Плавкие предохранители (при их наличии) в течение данного испытания не должны перегорать, если не указано иное.

Данное испытание следует проводить один раз, а форма волны сверхтока должна быть зарегистрирована.

Критерий приемки: испытание считают успешным, если в течение испытания ни одна составная часть не получает повреждений.

5.1.2.5 Испытание на отключение нагрузки

Испытание проводят по согласованию между изготовителем и потребителем.

Данное испытание проводят для верификации того, что преобразователь не будет получать какое-либо повреждение при неожиданном отключении нагрузки. Защитное оборудование в течение испытания должно функционировать.

Данное испытание следует проводить при напряжении, соответствующем номинальному линейному напряжению.

Критерий приемки: отсутствие повреждений в течение испытания.

5.1.2.6 Испытание на устойчивость к кратковременному прерыванию электропитания в режиме рекуперации

Цель испытания на устойчивость к кратковременному прерыванию электропитания приведена в 4.5.3.22. Должно быть особо верифицировано, что независимо от времени прерывания ни напряжение электродвигателя, ни ток электродвигателя не превышают установленных значений.

Критерий приемки: отсутствие повреждений в течение испытания, ни ток, ни напряжение не должны превышать установленных значений.