Цитата:
Сообщение от Olhan
А почему так получается? Ведь в преобразователе же тиристоры работают в ключевом режиме, с минимальным энергопотреблением (в теории). Дело в несовершенстве тиристоров? При тяговых токах у них недостаточная проводимость? Недостаточная скорость переключения? Или я чего-то не понимаю?
|
Для начала маленькая иллюстрация
Обратите внимание на то, что ток начинает изменяется при напряжении близком или выше максимального. Это такая физика работы IGBT и убрать полностью её невозможно, можно немного ускорить и сгладить разными хитростями. Так вот в пике переключения имеем пусть при пустяковом токе двигателя 100А следующее
3кВ*100А= 300кВт мощности!!! Да, она выделяется какие-то микросекунды. Но модуль переключается 2000-6000 раз в секунду. Размазанная по времени мощность переключения всё равно будет единицы-десятки киловатт. И инвертор будет греться всегда, когда работает. Идём дальше. Падение напряжения хорошего высоковольтного силового ключа IGBT около 3В. Это конечно мелочи, в районе кВт, но тоже греют воздух.
P.S. Из-за ШИМ КПД АТД тоже уменьшается по сравнению с чистым синусом. Так как часть энергии уходит на создание характерной вибрации конструкции двигателя и силовых шин, дросселей. Это то самое музыкальное жужжание при старте
Ещё циферки для размышлений
Для ЭП20
кпд/
КИМ (где КИМ-Коэффициент Использования Мощности)
на участке Мск/Рязань ЭП20-015 с №103/104
0,570/
0,077 мах: мощность 1500кВт тяга 80кН при 70км/ч
на подъёме от Туапсе к перевалу
0,823/
0,325 мощность мах: 4500кВт тяга 250кН при 65км/ч
средняя по участку Туапсе-Горячий ключ
0,715/
0,109
на Спб-Москва с НЭ
0,743/
0,246 мощность при разгоне =7000кВт 250кН(до 80км/ч) движение на 200км/ч =3200кВт 50кН
То есть ЭП20 практически везде (кроме разгона до 200км/ч) имеет огромный запас. Но платить за это приходится, и тоже сильно. Так:
ЭП20 на участке Мск-Рязань с 104/103 имеет большее удельное электропотребление в кВт/бруто.т.км, чем ЧС2к примерно на 20-25%.
В цифрах это
206,2кВт*ч/10е4п.бр.т у ЭП20 против
142,0кВт*ч/10е4п.бр.т у ЧС2к Потребление 8000кВт при мощности на валах КП 7000кВт. Из этих 1000 187кВт - расходы на собственные нужды.
Сетевой дроссель 241кВт
Инверторы 114кВт
Электродвигателя 300кВт
Потери в шинах и контактах 20кВт
Потери механические в тяговой передаче 144кВт
Итого 819кВт+187кВт=1,006МВт потери+на собственные нужды
В коллекторных с падением КИМ кпд тоже падает, но не так резко.
А вывод очень простой - электровоз или МВПС с АТД должен работать по возможности как можно ближе к своим паспортным возможностям. Экстраполируя данные по ЭП20 можно сказать, что КПД начинает стремительно падать при среднем по участку КИМ<0,2