Tyristoripulssiohjausjärjestelmä (lyhennetty TISU ) - elektronisten ja sähkömekaanisten laitteiden kokonaisuus, joka ohjaa erilaisia sähkökuormia järjestelmissä, joissa on säätelemätön tasavirtalähde ( sähkövetureiden vetomoottorit (TD) , dieselveturit , MVPS , moottorialukset , ydinvoimalat - moottorikäyttöiset alukset , raitiovaunujen ja johdinautojen liikkuva kalusto jne.) [1] .
Energiahäviöongelma ajomoottorin ohjausjärjestelmien käynnistysreostaattien yhteydessä tuli ajankohtaiseksi jo 1900-luvun ensimmäisinä vuosikymmeninä. Samaan aikaan radiotekniikassa alettiin käyttää pulssinleveyden säätömenetelmää . Ajatus vetomoottorin pulssinleveysvirran ohjauksesta liikkuvaan kalustoon oli insinöörien harkinnassa jo ennen toista maailmansotaa. Tällaisia töitä tehtiin Yhdysvalloissa ( General Electric ), Saksassa (Siemens) ja Neuvostoliitossa. Tyratroneihin perustuvia megawattitehoisia pulssisäätimiä luotiin . Niitä oli kuitenkin mahdotonta pitää edes vetomoottorien todellisten ohjausjärjestelmien prototyyppeinä. Nämä laitteet olivat monimutkaisia, kalliita (itse asiassa ne olivat noiden vuosien tehoelektroniikan rajalla), mutta samalla ne olivat epäluotettavia ja ympäristölle haitallisia toiminnassa (varsinkin jos käytettiin elohopeaventtiilejä ).
Ajatus pulssin ohjauksesta palattiin toisen maailmansodan jälkeen 1940-luvun lopulla, kun luotiin uudentyyppisiä luotettavampia tyratroneja (tacitroneja), jotka pystyivät toimimaan suurilla virroilla, mutta varhainen tyristorien keksintö ja niiden nopea parantaminen kaasupurkauslaitteista on mahdollista luopua. 1950-luvun loppuun mennessä Yhdysvalloissa luotiin tyristoreita, joiden ominaisuudet mahdollistivat niiden käytön raitiovaunuissa, johdinautoissa, metrojunissa ja hieman myöhemmin sähkövetureissa. Aluksi tyristorisäätimet olivat erittäin kalliita, eivätkä rautatieyhtiöt käyttäneet niitä laajalti, mutta puolijohdeelektroniikan nopea kehitys 1960- ja 1970-luvuilla mahdollisti uusien laitteiden hintojen huomattavan alentamisen ja niiden varustamisen uusilla toiminnoilla (suojaus nyrkkeilyä vastaan). (pyörät pyörivät kiskoa pitkin kytkimen katketessa)[ selventää ] energian talteenotto koko nopeusalueella). Siksi TISU on 1970-luvulta lähtien alkanut korvata RKSU:ta amerikkalaisessa, eurooppalaisessa ja japanilaisessa liikkuvassa kalustossa. Neuvostoliitossa ei ollut mahdollista luoda omaa luotettavaa TISU-järjestelmää, mutta TISU:ta käytettiin jo Neuvostoliitolle Tšekkoslovakiasta toimitetussa liikkuvassa kalustossa. Vasta 1980-luvun lopulla ensimmäinen tyydyttävästi toimiva järjestelmä alettiin asentaa ZiU-10 johdinautoihin . Metroille TISU oli mahdollista luoda vasta 1990-luvun puoliväliin mennessä ja vain ulkomaisten komponenttien avulla. Sähkövetureille ei ollut mahdollista luoda omia TISU:ta Neuvostoliitossa eikä myöhemmin Venäjällä. Nykyaikaiset venäläiset sähköveturit on jo varustettu seuraavan sukupolven säätimillä - transistoripulssiregulaattoreilla.
Tasavirtapiirin pulssisäätöprosessi vähennetään virran jaksoittaiseen katkaisuun jossakin piirin haarassa avaimen avulla. Käytännössä käytetään kolmea näppäinkytkentämallia (näkyy kuvassa).
Niistä ensimmäisessä (kuva 1a) IP-katkkuri on kytketty kuorman H ja jännitelähteen U väliin, ja joskus se voidaan ohittaa vastuksella Rsh. Kuorma H sisältää yleensä aktiivisia R- ja induktiivisia L-komponentteja sekä taka-EMF E. Kun L>0, käytetään aina sen ohittamista venttiilillä VD1 [2] . Toisessa vaihtoehdossa (kuva 1b) IP-katkaisija ja VD1-diodi vaihdetaan - tällaista järjestelmää käytetään energian siirtämiseen EMF-lähteestä E lähteeseen U, eli moottoreiden regeneratiivisen jarrutuksen aikana. Restatiivis-reostaattisen tai reostaattisen jarrutuksen toteuttamiseksi tähän piiriin viedään myös vastukset. Jos lähteen U sijasta kytkemme päälle kondensaattorin C, saadaan muuntajapiiri, jonka jännite kasvaa tasauksen aikana, jota käytetään syötettäessä suurjännitekuormia pienjännitteisistä tasavirtalähteistä. Kolmas vaihtoehto (kuva 1c) sisältää virran säädön kuormassa H, joka saa virtansa virtalähteestä I. Tässä tapauksessa kuorma, jonka L>0 on ohitettu vastuksella Rsh, jonka avulla voit säätää sen virtaa.
Toiminnallisesti TISU koostuu pulssigeneraattorista ; säädin , joka ohjaa generoidun pulssisekvenssin parametreja käyttöhenkilöstön vaatimusten, kuormitusominaisuuksien ja sähkömekaanisten turvalaitteiden ( kontaktorit , suojareleet) mukaan. Koska pulssigeneraattori yhdessä ohjaimen kanssa antaa pienitehoisia ohjaussignaaleja, suurvirtatyristoreja käytetään kytkemään virtaa tehopiireissä , mistä syystä koko järjestelmä sai nimensä.
Esimerkiksi TISU, joka on suunniteltu ohjaamaan vetomoottorin nopeutta ja vääntömomenttia , jos nopeutta tai vääntömomenttia on tarpeen lisätä, lisää taajuutta ja pitkäaikaisia virtapulsseja kuorman läpi, mikä lisää moottorin läpi kulkevaa keskimääräistä virtaa. Jos on tarpeen vähentää nopeutta tai kehitettyä vääntömomenttia, TISU tuottaa harvinaisempia ja lyhyempiä pulsseja niiden aikajaksossa, mikä pienentää moottorin käämien läpi kulkevaa keskimääräistä virtaa.
Kuvassa 2 esitetty tyristorimuunnin ( invertteri ) on valmistettu kuuteen tyristoriin Larionovin kaavion mukaisesti . Vetomoottorin käämien (tähti tai kolmio) liitäntätyypistä riippuen Larionovin kaavion mukaisella muuntimella on huomattavasti erilaiset ominaisuudet. Jotkin "kolmen rinnakkaisen sillan" kaavion mukaan valmistettujen kahdestatoista tyristorin muuntimien ominaisuudet ("selviytyvyys" useiden tyristorien vikaantuessa) ovat parempia kuin Larionovin kaavion mukaisten muuntimien ominaisuudet.
TISU:n varhaisissa malleissa pulssigeneraattori ja ohjain tehtiin analogisesti (erillisillä elementeillä tai rajoitetulla logiikkapiireillä, joiden integrointiaste on alhainen), myöhemmin elektroniikan jatkokehitys mahdollisti joustavamman käytön. ohjelmoitavat digitaaliset mikropiirit TISU-ohjausyksikössä .
TISU :n etuna verrattuna aiempiin virransäätöjärjestelmien malleihin ( suora , epäsuora reostaattikontaktori ) liikkuvan kaluston TD:ssä on lämpöhäviöiden puuttuminen käynnistysvastuksissa ja sitä kautta suurempi hyötysuhde . Myös TD:n käämien portaaton lisääntymisen vuoksi TISU antaa sinun saavuttaa ajoneuvon tasaisen kiihtyvyyden ilman nykimistä ja iskuja, monimutkaisten sähkömekaanisten kytkinlaitteiden puuttuessa, mikä lisää luotettavuutta.
TISU:n haittana on sen suurempi monimutkaisuus verrattuna sähkömekaanisiin vastaaviin, mikä vaatii korkeamman tason huoltohenkilöstöä diagnostiikkaan ja korjaukseen. Toisin kuin suorat ja vähäisemmässä määrin epäsuorat reostaatti-kontaktoriohjausjärjestelmät, TISU:ta ei käytännössä korjata varikolla, koska se vaatii radiokokoonpanon, ei kuljetusyrityksille tavanomaista mekaanista ja sähköistä työpajaa, joka haittasi sen toimintaa. käyttöönotto Neuvostoliitossa .
Verrattuna myöhempiin TED-pulssiohjausjärjestelmiin - DC-moottoreiden transistoripulssiohjaimiin tai asynkronisten moottoreiden taajuusmuuttajiin, TISU:lle on ominaista suurempi piirin monimutkaisuus, alhaisempi hyötysuhde , yleensä suuret mitat ja paino. Tyristoreiden haittoja ovat myös niiden pakkolukituksen mahdottomuus, mikä käytännössä sulkee pois mahdollisuuden rakentaa piirien suojausjärjestelmiä oikosulkuja vastaan vetomoottorin piirissä tai itse tyristoriohjaimessa, sekä alhainen toimintataajuus (satoja hertsejä), joka aiheuttaa TED-käämien tärinää ja tyypillisen surinaa käynnistyksen ja jarrutuksen aikana.
2010-luvun toisesta puoliskosta lähtien TISU on katsottu vanhentuneeksi.
Raitiovaunujen liikkuvan kaluston malleista kotimaisen tuotannon TISU:ta käytettiin yksittäisissä koeautoissa KTM-5 T, 71-608 ja 71-619 T, pienimuotoisissa RVZ-7 , LVS-86 T ja LVS-86 M, 71. -605 RM. Vuodesta 1987 lähtien tuodut tšekkiläiset raitiovaunut TATRA-T6V5 , joissa on TISU, ovat tulleet melko yleisiksi Neuvostoliitossa . Niiden perusteella Dnepropetrovskin yritys " Juzhmash " ja Sverdlovsk UZTM loivat myöhemmin omia raitiovaunumallejaan TISU:lla, ja Valko-Venäjällä TISU:ta käytetään autoissa AKSM-1M , AKSM-60102 ja AKSM-743 . 1980-luvun lopulta lähtien Uritskyn mukaan nimetty tehdas Engelsin kaupungissa , Saratovin alueella , käynnisti nivelvaunujen ZiU-683 (ZiU-10) (myöhemmin - ZiU-6205 ) sarjatuotannon TISU:lla, joka perustuu RT-300 / 700B2M-säätimeen. Pietarissa vuonna 1996 yksi ZiU-682 V00 nro 1639 -ajoneuvo varustettiin MERA-2 TISU:lla suuren remontin aikana. Metrossa , se ei ole saanut paljon jakelua . "I"-tyyppisten autojen testit päättyivät tuloksetta ja projekti lopetettiin. Vuonna 1991 yritys ottaa TISU käyttöön metroautoissa toistettiin käyttämällä esimerkkiä autoista 81-718/719 , joilla on suosittu lempinimi "TISU", sekä 81-720/721 "Yauza" . "Yauza" osoittautui lupaamattomaksi projektiksi, mutta tämän sarjan autot otettiin käyttöön. Moskovan metro ei hyväksynyt "Tisua" sen "kosteuden" vuoksi, ja se otettiin myöhemmin käyttöön Harkovassa ja Taškentissa .
1. OJSC "Zaporozhye Electric Apparatus Plant", Zaporozhye
Noin vuonna 1978 hän kehitti ja vuoteen 1986 mennessä hän aloitti sarjatuotannon tyristorisäätimelle RT-300/700, jota Dynamon tehdas käytti ensimmäistä kertaa osana sähkölaitteita KI-3001 ("DINAS-211"). ) ZiU-683B00 johdinautoille. Tehdas kehitti ja valmisti myös RT-300/700-tyyppisiä tyristorisäätimiä ZiU-6205, ZiU-52642, ZiU-62052.02, RT-300/300A johdinautoihin sarjan 81-718/719 "TISU" metrovaunuihin. " , 81-720/721 " Yauza" , 81-740/741 "Rusich" ja vastaavat.
2. OJSC "Plant" Radiopribor "", Pietari
3. CKD, Praha, Tšekkoslovakia.
| Ohjausjärjestelmät rautatieliikenteen, metron ja UET:n vetomoottoreille | |
|---|---|
| Tasavirralla: | |
| Vaihtovirralla:
| |