Матеріал з Енциклопедія нашого транспорту
Випрямно-побутовий перетворювач (ВІП) - статичне пристрій для перетворення змінного струму (напруги) в постійний (випрямлення) і постійного на змінний (інвертування).
На електрорухомому складі змінного струму випрямлення струму виробляється в тяговому режимі, інвертування - в режимі рекуперативного гальмування. ВІП дозволяє здійснювати зонно-фазовий контакторних-ступеневу або безконтактне плавне регулювання напруги (сили струму) від нуля до максимального значення у всіх режимах роботи; забезпечує швидкодіючу захист силових ланцюгів в аварійних режимах роботи обладнання.
На початку 1960-х років на електровозах ВЛ60 до встановлювали ігнітрони (ртутні) ВІП. Перший ВІП на тиристорах був змонтований на дослідному електровозі ВЛ80 р в 1967 році.
ВІП зазвичай зібраний за однофазною бруківці многоплечевой схемою і складається з силової шафи, блоків: системи формування імпульсів управління, харчування, управління і автоматичного управління, захисту та сигналізації, вирівнювання напруги між вентилями, а також індуктивних подільників струму, пристроїв охолодження, помехозащіти, діагностування. У шафі ВІП знаходяться 8-10 плечей, кожне з яких містить паралельні гілки (ряди) послідовно з'єднаних вентилів, що утворюють матрицю плеча. ВІП живить 2-3 тягових двигуна. має потужність 2-4 тисячі кВт, випрямлена вихідна напруга до 1300 В; в аварійному режимі ВІП короткочасно без пошкоджень витримує силу струму, багаторазово перевищує силу номінального струму.
ВІП зберігає повну працездатність при пошкодженні одного з тиристорів в будь-якому плечі, а також при пошкодженнях резисторів, обривах ланцюгів управління і т. П. Для синхронної роботи вентилів кожного плеча на керуючі електроди подаються синхронні імпульси управління. Блок управління включає в роботу вентилі формування імпульсів відповідно до заданого алгоритму, а також забезпечує синхронізацію ланцюгів управління з мережею; підтримує мінімально необхідні кути регулювання вентилів в тяговому режимі і постійний кут запасу в режимі рекуперації і т. д.
Блок автоматичного керування служить для автоматизації процесів розгону, підтримки постійної швидкості, зупинкового гальмування і пригальмовування на ухилах, а також для захисту від перевантажень, припинення боксування і юза.
Блоки управління і автоматичного управління на електровозах мають 100% резервування: при пошкодженні машиніст може перейти на резервний блок управління.
Блок захисту та сигналізації видає інформацію, що надходить на пульт машиніста, про пошкодження тиристора або іншого вузла ВІП.
Пристрої помехозащіти ВІП складаються з транзисторних і стабілітрон осередків, що знижують перешкоди або пропускають тільки робочі імпульси в певні моменти часу.
У ВІП застосовують спеціальні тиристори в тяговому виконанні; вони швидко відновлюють замикають властивості, мають збільшені значення сили допустимих аварійних струмів, підвищену вібростійкість і перешкодозахищеність, спеціальне маркування. Вітчизняні тиристорні ВІП випускають з повітряним примусовим охолодженням вентилів, які монтують на охолоджувачах з міді або із спеціального сплаву на основі алюмінію. За кордоном застосовується масляне або рідинне охолодження ВІП, поєднане з охолодженням силового трансформатора, а також випарне (термосифонного) охолодження вентилів.
На тягових підстанціях постійного струму перші ВІП збирали з ртутних вентилів; в 1970-і роки були розроблені і почали застосовуватися напівпровідникові ВІП, виконані за схемою дві зворотні зірки з зрівняльним реактором і по трифазної мостовою схемою. Поширення отримали ВІП різних модифікацій, які збиралися у вигляді двох зустрічно включених мостів - тиристорного (інвертор) і діодного (випрямляч). До шин 3,3 кВ підстанції випрямляч або інвертор підключається в залежності від режиму роботи швидкодіючими вимикачами.
Переклад ВІП з одного режиму в інший здійснюється системою автоматики; можливий непереключаемий режим роботи ВІП при постійному підключенні їх до контактної мережі. В цьому випадку вмикачі включені, на тиристори подаються імпульси управління, переклад ВІП з одного режиму в інший здійснюється в залежності від напруги на шинах підстанції.