Подвижной состав железных дорог (электрический транспорт): Методические указания к выполнению курсовой работы, страница 8

Зависимость U_д(I_д) называют внешней характеристикой выпрямительной установки. Она практически прямолинейна (линия 1 на рис. 3.6) и может быть выражена уравнением

U_д = U_д0 - m I_д Z'_э = U_д0 - I_д Z_э,                                                                                                  (3.10)

где Z'_э – условное эквивалентное сопротивление цепи выпрямленного тока;

Z_э = Z'_эm– то же, отнесенное к одному ТД;

m – число параллельных ветвей ТД.

Скорость движения с учетом падения напряжения в ВУ определяют по формуле

.                                                                                                                  (3.11)

Скоростная характеристика ТД при постоянной величине напряжения U_д изображена кривой 3 на рис. 3.6. При изменении U_д она будет иной. Если при U_дн и I_дн скорость равна номинальной величине V_н, то при I_д< I_дн  напряжение U_д в соответствии с внешней характеристикой будет выше U_дн, а следовательно, и скорость будет больше, чем при U_дн, а при I_д > I_дн U_д < U_дн и скорость будет меньше, чем при U_дн  (кривая 2 на рис. 3.6),

Величина Z_э зависит от многих факторов, сопровождающих сложный процесс выпрямления тока, который будет рассмотрен в специальных курсах.

На отечественных электровозах переменного тока предусмотрено 33 ступени (позиции) регулирования, из которых 9 являются ходовыми, то есть предназначены для длительного использования. Каждая позиция  соответствует определенному уровню напряжения, подводимого от вторичной обмотки трансформатора к выпрямителю, а от него к ТД.

В контрольной  работе необходимо  рассчитать и построить 10  тяговых характеристик. Определение напряжений для каждой из позиций можно выполнить на основании следующих предположений.

Напряжение U_д на последней (10-й) позиции регулирования при номинальном токе I_д = I_дн  равно его номинальной величине U_д = U_дн  (точка Б на рис. 3.7).

При отсутствии данных о параметрах ВУ (трансформатор и выпрямитель) величину падения напряжения в ней можно оценить:

∆U_пр = I_дн Z_э(10) = 0,1U_дн,                                                                                                  (3.12)

тогда

U_д0(10) = U_дн  + 0,1U_дн = 1,1U_дн.                                                                                                  (3.13)

Из (3.12) получим

.                                                                                                  (3.14)

Напряжение на зажимах ТД на 1-й позиции принимаем таким же образом, как и для электровоза постоянного тока, то есть исходя из условия: при I_д = I_дн V = 0 (точка D на рис. 3.7). При этом напряжение U_дн(1) уравновешивается падением напряжения на обмотках ТД:

U_д(1) = U_д0(1)  - I_дн Z_э(1),                                                                                                  (3.15)

то есть

U_д(1) = I_дн (R_д + Z_э(1)).                                                                                                   (3,16)

Как следует из простейшей схемы регулирования (см. рис. 3.2, б), эквивалентное сопротивление вторичной обмотки трансформатора зависит от числа витков, обтекаемых током. Для этой схемы можно считать, что величины эквивалентных сопротивлений всей цепи по позициям пропорциональны числам включенных витков W вторичной обмотки трансформатора, а следовательно, и величинам напряжений при I_дн = 0:

.                                                                                                                             (3.17)

Путем несложных преобразований получим

.                                                                                                            (3.18)

Обычно ступени напряжения вторичной обмотки трансформатора делают одинаковыми. Из этого условия приращение напряжения при переходе с одной позиции на другую