Прототип коммерческого образца тягового трансформатора для электроподвижного состава
Тематика: Рекорды и достижения
Специалистами японского Научно исследовательского института железнодорожной техники, при частичной поддержке Министерства земли, инфраструктуры и перевозок Японии, был спроектирован и изготовлен полномасштабный прототип коммерческого образца сверхпроводникового тягового трансформатора для электроподвижного состава. Конструкция трансформатора с тёплым магнитопроводом (магнитопровод находится за пределами криостата) выбрана не случайно, так как к обмоткам низкого напряжения подключается полупроводниковый преобразовательный агрегат (регулятор частоты и фазорасщепитель), посредством которого осуществляется питание асинхронных тяговых электродвигателей. Питание преобразовательных агрегатов ввиду потребления ими несинусоидального тока всегда связано с дополнительными потерями в магнитной системе трансформатора, поэтому для уменьшения общих теплопритоков внутри криостата пошли на «тёплое» исполнение магнитопровода. При проектировании сверхпроводниковых обмоток японским специалистам пришлось постараться, чтобы добиться в них приемлемого уровня потерь на переменном несинусоидальном токе. В большей степени этого удалось добиться за счёт понижения рабочей температуры внутри криостата до 66К.
Трансформатор прошел полный курс испытаний характерный для электротехнических устройств такого типа: опыт холостого хода, опыт короткого замыкания, высоковольтные испытания, испытания под нагрузкой и испытания на вибростенде, где воспроизводились трёхмерные колебания, характерные для электроподвижного состава курсирующего на высокоскоростной линии Шинкансен (планируемое место использования). Потери холостого хода составили 0.71 кВт, потери при номинальной нагрузке 6,2 кВт, КПД - 99.8%.
Масса сверхпроводникового трансформатора без учёта системы криогенного обеспечения (микрорефрижератора и компрессора) составляет 1.7 тонны при 4 МВА номинальной мощности, что является весьма привлекательным для снижения общей массы бортового электрооборудования высокоскоростного пассажирского локомотива или моторвагона электропоезда, наряду с экологичностью, пожаро- и взрывобезопасностью.
Более подробно о технических характеристиках этого трансформатора смотрите раздел настоящего сайта «Фактография»
06.11.2007 Источник: IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY, v. 17, no. 2, p. 1927 (2007)