Расчет систем управления электрическим подвижным составом переменного тока: Методические указания к курсовому проекту, страница 7

,                                                      (3.12)

 ,                                                      (3.13)

.                                           (3.14)

4. Коэффициент регулирования возбуждения на первой ступени ослабления возбуждения:

.                                                        (3.15)

5. Сила тяги, магнитный поток и ток возбуждения при скорости выхода на скоростную характеристику к-ой ступени ослабления возбуждения:

,                                                 (3.16)

 ,                                                    (3.17)

.                                          (3.18)

6.  Коэффициент регулирования возбуждения к-ой ступени ослабления возбуждения:

.                                                      (3.19)

      Расчет коэффициентов регулирования возбуждения заканчивают, когда очередной β_к станет равным β_min.

  Расчет скоростных характеристик при ослабленном возбуждении

Скоростные характеристики при ослабленном возбуждении рассчитывают с учетом изменения напряжения на тяговых двигателях по внешней характеристике преобразовательной установки U_dn(I_∂):

,                                                         (3.20)

где - скорость движения при β ступени ослабления возбуждения при токе I_∂I ;

СФ_i – магнитный поток при токе возбуждения .

            Расчет скоростных характеристик для режима ослабленного возбуждения выполняют для 1 – 4 зон регулирования и сводят в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Скоростные характеристики для режима ослабленного возбуждения

                         (зона регулирования n =        )

Рассчитываемые величины		Расчетный ток
Udni
Iвi
	……
СФi
	……
Vβi
	……

По результатам расчета строят графики внешних характеристик (Рис.3.2,а) и скоростных характеристик (Рис.3.2,б).

Сопротивления ослабления возбуждения для двигателей пульсирующего тока обычно включают по схеме, приведенной на рис.3.3,а.

Здесь  – сопротивление цепи постоянного ослабления возбуждения,  – активное сопротивление индуктивного шунта,  – сопротивление, реализующее коэффициент ослабления возбуждения .

На рис.3.3,б приведена эквивалентная схема цепи возбуждения, для которой можно написать

,                                      (3.21)

где .                          (3.22)

Рис. 3.3

В частном случае для нормального возбуждения при

.                                             (3.23)

Отсюда

.                                         (3.24)

Из (3.21-3.24) следует

.                             (3.25)

Активное сопротивление индуктивного шунта ориентировочно определяют по наименьшему допустимому коэффициенту ослабления возбуждения  из соотношения

.                         (3.26)

Коэффициент (0,85 – 0,9) введен для того, чтобы на последней позиции ОВ сопротивление , включенное последовательно с индуктивным шунтом, было не менее . Это необходимо для уменьшения влияния температурных изменений  и  на .

Нагревание резисторов  и  определяется их эффективными токами в расчетном режиме, когда ток в якоре двигателя равен .

Эффективный ток  в резисторе  находим приближенно, допуская, что через него целиком проходит переменная составляющая тока якоря с амплитудой  и действующим значением . Учитывая, кроме того, постоянную составляющую, равную , получим:

.                                                  (3.27)

Эффективный ток в резисторе  и в индуктивном шунте

.                                          (3.28)

3.3 Расчет внешних характеристик инвертора

            Внешняя характеристика инвертора – зависимость среднего значения выпрямленного напряжения U_∂n выпрямительно–инверторного преобразователя от тока тягового двигателя I_Т в режиме рекуперативного торможения.

            На рис.3.4 показана упрощенная схема электровоза с зонно-фазовым регулированием напряжения на двигателях для режима рекуперативного торможения. Выпрямительно–инверторный преобразователь инвертирует постоянный ток I_Т  тяговых электродвигателей в ток переменный с частотой сети f_с. Возбуждение тяговых электродвигателей при торможении – независимое. Обмотки возбуждения всех тяговых двигателей обоих секций электровоза соединены последовательно и питаются от отдельной обмотки тягового трансформатора с напряжением U_в через управляемый выпрямитель ВУВ.

            В зоне высоких скоростей торможения тормозное усилие регулируется плавным изменением тока I_в обмоток возбуждения за счет изменения угла отпирания тиристоров ВУВ. В зоне средних и малых скоростей торможения – плавным изменением выходного напряжения U_dn инвертора за счет изменения угла отпирания тиристоров ВИП при постоянном токе возбуждения.

Внешняя характеристика ВИП при работе его в режиме инвертирования с максимальными углами регулирования тиристоров определяется выражением:

,                            (3.29)