Проектирование электрического аппарата тепловоза М-62 – контактора типа КПВ, расчёт схемы возбуждения тягового генератора и нахождение надёжности заданного узла, страница 4

Магнитный усилитель – аппарат, функции которого основаны на использовании зависимости переменного тока от индуктивности цепи и зависимости магнитных материалов от их насыщения. При увеличении удельной магнитодвижущей силы F индукция B сердечника увеличивается , а магнитная его проницаемость уменьшается. Такая закономерность сохраняется до наступления магнитного насыщения. Количественное сочетание переменных зависит от коэрцитивных свойств материалов сердечника. Магнитное состояние сердечника зависит от суммарной удельной магнитодвижущей силы, создаваемой рабочей обмоткой РО и обмоткой ОУ. При изменении тока в обмотке управления изменяется режим намагничивания сердечника, работа проходит при различных значениях его магнитной проницаемости μ, в итоге изменяется ток в рабочей обмотке РО усилителя.

В системах автоматического управления и регулирования на обмотку управления подаётся сигнал по той переменной величине, в зависимости от которой должно происходить управление. Практически в магнитных усилителях имеется несколько обмоток управления. Это позволяет использовать не один, а несколько сигналов управления.

Возбудитель генератора Г – трёхфазный синхронный генератор СПВ. Обмотка Н11-Н12 получает питание через амплистат АВ от СПВ. Амплистат представляет собой трёхфазный магнитный усилитель, рабочая обмотка которого включена на выходные зажимы синхронного подвозбудителя. В рабочих обмотках амплистата происходит и выпрямление тока по пути схода его в обмотку возбуждения регулируемого генератора.

Для регулирования по заданной программе используются три обмотки управления амплистата: ОЗ – задающая – питается током, пропорциональным частоте вращения вала дизеля, действием этой обмотки задаётся уровень напряжения на каждой позиции управления дизелем; ОУ – управляющая – получает питание через селективный узел, где производится формирование сигналов по току нагрузки генератора I_Г и по его напряжению U_Г, получаемых соответственно от ТПТ И ТПН; ОР – регулировочная – питается током, пропорциональным изменению частоты вращения вала дизеля в пределах регуляторной характеристики. Дополнительные обмотки – стабилизирующая, рабочая.

Составляющие элементы схемы рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить получение требуемой внешней характеристики генератора.

2.1 Расчётные параметры возбудителя

Максимальный ток возбудителя определяем из условия получения требуемого максимального  напряжения на зажимах тягового генератора (точка 1 рисунок 1) с помощью его нагрузочных характеристик.

Потокосцепление тягового генератора

(38)

где

n

–

частота вращения генератора, с-1.

В формуле (38) принимают соответствующим точке 1 (рисунок 5)

(39)

где

ΣRГ100

–

суммарное омическое сопротивление обмоток якоря и дополнительных полюсов при температуре τ°=100 °С, Ом.

(40)

Суммарное омическое сопротивление обмоток якоря и дополнительных полюсов при температуре 20 °С составляет 0,003205 Ом [1], следовательно

Частоту вращения принимаем соответствующей номинальному режиму, тогда

В соответствии с полученным значением потокосцепления по нагрузочной характеристике для тока I_Г1 нагрузки находим требуемое значение намагничивающей силы в расчёте на один полюс [3]. F_Г1 =11,5·10³ А.

Тогда максимальный ток тягового генератора

(41)

где

WВГ

–

число витков обмотки возбуждения генератора, приходящихся на один полюс; WВГ =109.

Соответствующие ему напряжение и ЭДС на зажимах возбудителя

(42)

(43)

где	RВr100	–	омическое сопротивление независимой обмотки возбуждения тягового генератора при 100 °С, Ом; RВr100=1,21 Ом;
	ΣRВ70	–	суммарное омическое сопротивление обмоток якоря и дополнительных полюсов возбудителя при 70 °С, Ом; ΣRВ70=0,0595 Ом [1].