ПЗ (1221701), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Таблица 3.6 – Измеренные параметры электровоза на первой зоне регулирования при α=18 эл. град.
Далее был выполнен переход на вторую зону регулирования напряжения, а также сняли осциллограммы (рисунок 3.7) и параметры и занесли в таблицу 3.8.
Рисунок 3.7 – Осциллограммы выпрямленного напряжения на второй зоне регулирования.
Таблица 3.8 – Измеренные параметры электровоза на второй зоне регулирования при α=18 эл. град.
Совершаем переход на третью зону регулирования, получаем осциллограммы (рисунок 3.9) и параметры электровоза вносим в таблицу 3.10.
Рисунок 3.9 – Осциллограммы выпрямленного напряжения на третьей зоне регулирования
Таблица 3.10 – Измеренные параметры электровоза на третьей зоне регулирования при α=18 эл. град.
Совершаем переход на четвертую зону регулирования, получаем осциллограммы выпрямленного напряжения (рисунок 3.11) и параметры электровоза вносим в таблицу 3.12.
Рисунок 3.11 – Осциллограммы выпрямленного напряжения на четвертой зоне регулирования.
Таблица 3.12 – Измеренные параметры электровоза на четвертой зоне регулирования при α=18 эл. град.
Исходя из всех измеренных параметров электровоза, на всех четырех зонах, составим графики зависимости тока двигателя и тока электровоза от его скорости.
Рисунок 3.13 – График зависимости тока якоря от скорости электровоза
Рисунок 3.14 – График зависимости тока электровоза от скорости
3.1 Добавление разрядного диодного плеча в цепь постоянного тока
В результате внедрения разрядного диодного плеча в силовую схему электровоза переменного тока увеличивается значения выпрямленного напряжения и тока тяговых двигателей, пульсации которого уменьшаются, что повышает коэффициент мощности электровоза и, в конечном итоге, сокращает удельный расход электроэнергии электровоза на тягу поездов. Диодное плечо включаем параллельно цепи выпрямленного напряжения выпрямителя (рисунок 3.15).
Благодаря вступлению в работу разрядного диодного плеча, позволяет начать процессы коммутации в выпрямителе не с момента α0 , а с полупериодов в моменты времени 0, π, 2π и так далее. Это обстоятельство приводит к уменьшению угла сдвига фаз между током и напряжением в первичной обмотке тягового трансформатора, повышению величины выпрямленного напряжения, уменьшению пульсаций выпрямленного тока, и как следствие, - к повышению энергетических показателей выпрямителя за счет снижения потребления реактивной энергии. Кроме того, на всех четырех зонах электровоз сохраняет работоспособность без срабатывания защиты от бросков тока тяговых двигателей в случае отказа какого либо плеча выпрямителя, что значительно повышает надежность электровоза.
Ниже приведена схема включения разрядного диодного плеча в смоделированную схему электровоза переменного тока.
Рисунок 3.15 – Схема включения разрядного диодного плеча
После включения в цепь разрядного диодного плеча, аналогично схеме без него, было выполнено моделирование, и сняты осциллограммы на всех 4 зонах регулирования. Также сняты параметры электровоза с помощью системы измерения и занесены в таблицы.
Рассмотрим форму выпрямленного напряжения на первой зоне регулирования (рисунок 3.16), где уже можно увидеть работу разрядного диодного плеча, который позволил убрать участок с отрицательным напряжением в конце полупериода.
Рисунок 3.16 – Форма выпрямленного напряжения на первой зоне регулирования, с включенным разрядным диодным плечом
С помощью смоделированной системы измерения, снимаем параметры электровоза с диодным разрядным плечом, и вносим в таблицу 3.17.
Таблица 3.17 – Измеренные параметры электровоза на первой зоне регулирования с включенным разрядным диодным плечом при α=18 эл. град.
Далее был выполнен переход на вторую зону регулирования напряжения, а также сняли осциллограмму (рисунок 3.18) и параметры и занесли в таблицу 3.19.
Рисунок 3.18 – Форма выпрямленного напряжения на второй зоне регулирования, с включенным разрядным диодным плечом
Таблица 3.19 – Параметры электровоза на второй зоне регулирования с включенным разрядным диодным плечом
Совершаем переход на третью зону регулирования, получаем осциллограмму (рисунок 3.20) и параметры электровоза вносим в таблицу 3.21.
Рисунок 3.20 – Форма выпрямленного напряжения на третьей зоне регулирования, с включенным разрядным диодным плечом
С помощью смоделированной системы измерения, снимаем параметры электровоза с диодным разрядным плечом, и вносим в таблицу 3.21.
Таблица 3.21 – Параметры электровоза на третьей зоне регулирования с включенным разрядным диодным плечом
Совершаем переход на четвертую зону регулирования, получаем осциллограмму (рисунок 3.22) и параметры электровоза вносим в таблицу 3.23.
Рисунок 3.22 – Форма выпрямленного напряжения на четвертой зоне регулирования, с включенным разрядным плечом
Таблица 3.23 – Параметры электровоза на четвертой зоне регулирования с включенным разрядным диодным плечом
На осциллограмме формы выпрямленного напряжения в конце четвертой зоны видно, что участок с отрицательным напряжением в конце полупериода минимален или отсутствует полностью. Также в качестве примера сравнив снятые параметры электровоза на четвертой зоне регулирования с включенным разрядным диодным плечом и без него видно, что все энергетические показатели выросли, соответственно повысился коэффициент мощности электровоза.
Исходя из всех измеренных параметров электровоза, на всех четырех зонах с включенным разрядным диодным плечом, составим графики зависимости тока двигателя и тока электровоза от его скорости.
Рисунок 3.24 – График зависимости тока якоря от скорости электровоза с включенным разрядным диодным плечом
Рисунок 3.25 – График зависимости тока электровоза от скорости с включенным разрядным диодным плечом
3.2 Добавление компенсатора реактивной мощности в силовую цепь электровоза
Еще одним из известных способов повышения энергетических показателей является применение емкостных компенсаторов реактивной мощности КРМ. Поэтому применим это способ к нашей схеме, смоделированной в программе OrCAD 10.5, снимем осциллограммы формы напряжения, осциллограмму формы тока электровоза, чтобы сравнить её с простой силовой схемой, а также с помощью смоделированной системы расчета снимем энергетические параметры электровоза.
Емкостные компенсаторы реактивной мощности подключаются ко вторичным обмоткам трансформатора, параллельно силовым преобразователям (рисунок 3.26). На первой зоне регулирования работает только КРМ1, на второй, третьей и четвертой зонах работают вместе КРМ1 и КРМ2.
Рисунок 3.26 – Схема включения компенсаторов реактивной мощности в силовую цепь
Для наглядности сравним полученную форму тока электровоза на рисунке 3.27, силовой цепи с работающим КРМ (а) и силовой цепи без КРМ (б).
а
б
Рисунок 3.27 – Осциллограмма формы тока электровоза с КРМ (а), без КРМ (б)
Далее с помощью смоделированной системы расчета были получены параметры электровоза на всех четырех зонах регулирования, и занесены в таблицы.
Таблица 3.28 – Параметры электровоза на первой зоне регулирования с включенным КРМ1
Таблица 3.29 – Параметры электровоза на второй зоне регулирования с КРМ1 и КРМ2
Таблица 3.30 – Параметры электровоза на третьей зоне регулирования с КРМ1 и КРМ2
Таблица 3.31 – Параметры электровоза на четвертой зоне регулирования с КРМ1 и КРМ2
Исходя из всех измеренных параметров электровоза, на всех четырех зонах с применением компенсатора реактивной мощности, составим графики зависимости тока двигателя и тока электровоза от его скорости.
Рисунок 3.32 - График зависимости тока якоря от скорости электровоза с КРМ
Рисунок 3.33 - График зависимости тока электровоза от скорости с включенным КРМ
Из полученных данных на всех четырех зонах регулирования видно, что энергетические показатели электровоза, с применением в силовой цепи компенсатора реактивной мощности, значительно превышают полученные результаты схемы без применения КРМ, а также превышает параметры электровоза с включением в цепь разрядного диодного плеча.
4 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОВОЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С МОДЕРНИЗАЦИЕЙ СИЛОВОЙ СХЕМЫ
Чтобы сравнить и выяснить полученный эффект от внесения изменений в силовую схему электровоза переменного тока, нужно рассчитать его энергетические параметры.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
