Электротехника \ Электрооборудование электрического подвижного состава

Расчет систем управления электрическим подвижным составом переменного тока: Методические указания к курсовому проекту, страница 6

Внешняя характеристика преобразовательной установки – это зависимость среднего выпрямленного напряжения на тяговых электродвигателях от тока двигателей при постоянном угле регулирования тиристоров ВИП.

Скоростная характеристика – это зависимость скорости движения ЭПС от тока двигателей при постоянном угле регулирования тиристоров ВИП.

В курсовом проекте выполняют расчет и построение характеристик для четырех зон регулирования для режима работы с минимальным углом регулирования тиристоров ВИП. Внешнюю характеристику рассчитывают, используя выражение [      ]:

,                   (3.1)

где n – номер зоны регулирования;

 - среднее выпрямленное напряжение на двигателях в n – ой зоне регулирования при токе двигателя ;

- минимальный угол регулирования тиристоров ВИП;

- ток тягового электродвигателя;

- приведенное к вторичной обмотке трансформатора ко всем параллельным ветвям ТЭД эквивалентное сопротивление ВИП в n-ой зоне регулирования при минимальном угле регулирования тиристоров ВИП;

- коэффициент формы пульсирующего тока.

            Приведенное эквивалентное сопротивление ВИП:

- для первой зоны регулирования:

                                                    (3.2)

- для (2 - 4) – ой зон регулирования:

,                                      (3.3)

где ξ = 0,7 – коэффициент, учитывающий, что в период коммутации активное падение напряжения на обмотках трансформатора не влияет на величину выпрямленного напряжения;

кэф = 0,88 + 0,36кпi –  коэффициент эффективности переменного тока.

            Минимальный угол регулирования тиристоров ВИП ограничен длительностью коммутации тиристорных плеч:

- для первой зоны регулирования

;                                (3.4)

- для (2-4) зон регулирования:

.                   (3.5)

            Скорость ЭПС для зоны регулирования n при токе  рассчитывают по формуле:

,                                                      (3.6)

где VUн – скорость ЭПС при номинальном напряжении на двигателе и токе , определяемая по кривой VUн(I) при токе .

            Расчет внешних и скоростных характеристик сводят в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Внешние характеристики преобразовательной установки и скоростные

                       характеристики ЭПС (двигательный режим работы ТЭД)

Зона

регули-рования

Расчетные величины

Расчетный ток

1

2

3

4

3.2 Расчет ступеней ослабления возбуждения

Выбор ступеней ослабления возбуждения производят для следующих условий.

1.  Режим работы ТЭД, предшествующий переходу в режим ослабленного возбуждения – номинальный (4 зона регулирования, угол регулирования тиристоров ВИП – минимальный, ток ТЭД- номинальный, скорость движения – номинальная).

2.  Ток якорей ТЭД в режиме ослабленного возбуждения не изменяется и поддерживается за счет изменения напряжения на ТЭД изменением угла регулирования тиристоров ВИП.

3.  Ток обмоток возбуждения ТЭД и сила тяги в момент шунтирования обмоток возбуждения или уменьшения сопротивления шунтирующего резистора скачком уменьшаются до величины, зависящей от сопротивления обмоток возбуждения ТЭД, сопротивления шунтирующей цепи и остаются неизменными до скорости выхода на скоростную характеристику данной ступени ослабления возбуждения.

На рис.3.1 показаны скоростные V(I) и электротяговые F(I) характеристики для ступеней регулирования возбуждения βк, изменения токов якоря I∂, возбуждения Iв, силы тяги Fпри переходе с одной ступени регулирования возбуждения на другую.

Ступени регулирования возбуждения выбирают так, чтобы уменьшения силы тяги при переходах были одинаковыми.

Порядок выбора ступеней ослабления возбуждения следующий.

  1. Коэффициент регулирования возбуждения βк последней ступени принимают равным минимально допустимому для данного тягового двигателя. Ток возбуждения, магнитный поток и сила тяги при этом будут:

;                                                         (3.7)

;                                          (3.8)

,                                                   (3.9)

где ,  - магнитный поток и ток возбуждения в номинальном режиме;

 - коэффициент, учитывающий снижение силы тяги вследствие магнитных и механических потерь в ТЭД и передаче.

            Величина  изменяется в зависимости от нагрузки тягового двигателя. При расчете ступеней ослабления возбуждения значение  принимают равным значению при номинальном режиме работы ТЭД. При этом магнитные и механические потери составляют половину от общих потерь в двигателе. Потери в передаче принимают равными 2%.

                         (3.10)

  1. Снижение силы тяги при переходе на очередную ступень регулирования возбуждения:

,                                                  (3.11)

где к – число ступеней регулирования возбуждения (для грузовых электровозов рекомендуется к=3).

  1. Сила тяги, магнитный поток и ток возбуждения при скорости выхода на скоростную характеристику первой ступени ослабления возбуждения:
Скачать файл