Проектирование основного электрооборудования пассажирских вагонов, страница 16

Современные электрические генераторы пассажирских вагонов это синхронные индукторные генераторы переменного тока, эксплуатационная надежность которых на порядок выше генераторов постоянного тока. Однако бортовая электрическая сеть большинства вагонов – сеть постоянного тока, что, в основном, определяется использованием аккумуляторной батареи в качестве одного из источников электрической энергии.

Поэтому на практике применяют выпрямительную установку на выходе электромашинного генератора. Для вагонов без кондиционирования воздуха мощность генератора составляет не более 10 кВт и в качестве выпрямителя применяется трехфазная мостовая схема (рис. 4.1,а). Для вагонов с кондиционированием воздуха мощность генератора превышает 30 кВт и он выполняется с двумя группами трехфазных обмоток на статоре, сдвинутых относительно друг друга на 60 электрических градусов, а в качестве выпрямителя используются две трехфазные мостовые схемы (рис. 4.1,б). Дополнительным преимуществом подобного выпрямительного устройства является снижение пульсаций выходного напряженияU_dг до 1,4% (пульсация выходного напряженияU_dг трехфазной мостовой схемы составляет 5,7%). Увеличение количества полупроводниковых диодов так же не является недостатком, так как и в схеме (рис. 4.1,а) на выходные мощности порядка 30 кВт при напряжении 110 В их фактическое количество должно быть больше не менее чем в два раза за счет параллельного включения. Причем появилась бы новая проблема – параллельное включение диодов и необходимость предварительного подбора их характеристик или применения специальных мер распределения токов между параллельно включенными приборами.

                                                                I_d      I_d

  а)                          UZ                       +                                          UZ                 б)

                          VD1   VD2   VD3                   VD1  VD2 VD3 VD7 VD8 VD9

  G                                                                                                                              G

                                                                U_dг  U_dг

                           VD4   VD5  VD6                                                                                                                                                                                                               

                                                                          VD4  VD5 VD6VD1  VD11VD12                                                                                                                                                                                                                                  

                                                                      -

Рисунок 4.1 – Выпрямительные установки вагонных индукторных генераторов до10 кВт (а) и свыше 30 кВт (б).

Принимаем к установке на вагон выпрямитель ………………………………..

……………………………………………………………………(по рис. 4.1,….).

4.3.2 Определение расчетного значения номинальной и габаритной (полной) мощности выпрямительной установки:

Р_г.в = K_U · Р_{пик. ГЕН.}       , гдеР_г.в – габаритная (полная) мощность преобразователя с учетом возможных колебаний питающего напряжения (K_U), величины нагрузки или изменений температурных условий среды,

K_U = U_г.макс / U_г.мин –отношение максимального к минимальному значений напряжения генератора, обусловленные регулированием для зарядки аккумуляторной батареи в поездных условиях (K_U = (140…160) / 110 = 1,27…1,45),

Р_{пик.ГЕН.}– наибольшая (пиковая) мощность электрической энергии, потребляемой от вагонного генератора (смотри раздел 3.5).

4.3.3 Определяем необходимые параметры полупроводниковых диодов I_пр.ср (среднее значение прямого тока) и U_обр.и (импульсное значение обратного напряжения).