Аннотация:
В статье рассмотрены вопросы, связанные с использованием преобразовательных схем, формирующих трехфазное переменное напряжение, для реализации сопряжения управляющего вычислительного комплекса системы микропроцессорной централизации стрелок и сигналов с электрическими приводами станционных стрелок, оснащенными трехфазными асинхронными двигателями переменного тока. В начале статьи рассмотрены современные тенденции развития энергетической электроники в части создания преобразователей электрической энергии и частотно-регулируемого электрического привода. Обозначена проблематика, связанная с использованием частотно-регулируемого привода для управления удаленными электрическими машинами. В ходе изложения материала сформулированы специфические требования к устройствам управления стрелочными приводами на железнодорожном транспорте и обоснована целесообразность отказа от использования широтно-импульсной модуляции и применения в качестве устройств сопряжения инверторов, предусматривающих низкочастотную работу коммутационных элементов. Рассмотрена схема мостового инвертора, выполненная на основе силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором и реализующая формирование ступенчато-прямоугольных напряжений на обмотках двигателя. Кроме того, сформулированы требования к реализации электропитания инверторов в составе устройств сопряжения, в частности определены величины постоянных напряжений на входе инвертора, обеспечивающие величину крутящего момента двигателя, аналогичную той, которая имеет место в существующих системах электрической централизации. Рассмотрены вопросы практической реализации трехфазных мостовых инверторов с низкочастотной коммутацией на основе современной элементной базы, предложено решение, обеспечивающее оптимизацию временных параметров полупроводниковых ключей. Уделено внимание проблематике согласования инвертора как устройства сопряжения с многоканальными вычислительными структурами безопасных систем железнодорожной автоматики. Предложен способ безопасного формирования управляющих сигналов для силовых ключей инвертора, состоящий в использовании генератора управляющих сигналов, питание которого формируется схемой безопасного логического элемента.
Ключевые слова:
Устройство сопряжения с объектами, функциональный преобразователь, трехфазный асинхронный двигатель, инвертор, низкочастотная коммутация, ступенчато-прямоугольное напряжение, крутящий момент, биполярный транзистор с изолированным затвором, генератор управляющих сигналов