Диплом Сыч (1222744), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

. (1.14)

Таким образом, ЛГ по своим техническим характеристикам явля­ется полной противоположностью источнику ВДМ.

Линейный генератор – это высоковольтный и малоамперный источ­ник питания в схеме взаимного нагружения.

Выражение (1.14) примечательно еще и тем. что указывает простой способ регулирования напряжения на зажимах испытуемого двига­теля.

Для изменения напряжения на зажимах испытуемого двигателя до­статочно регулировать напряжение линейного генератора.

Исходя их энергетической роли ВДМ в схеме взаимного нагру­жения как источника покрытия электрических (переменных) потерь, можно сделать вывод о том. что мощность ЛГ расходуется на компен­сацию остальных потерь мощности в системе испытуемых машин – механических, магнитных и добавочных, образующих понятие посто­янных потерь мощности:

. (1.15)

Мощность, вырабатываемая линейным генератором, расходуется на покрытие механических, магнитных и добавочных потерь мощности в обеих испытуемых машинах.

В обобщенном виде сравнение технических характеристик и функ­циональных свойств дополнительных источников питания в схеме взаимного нагружения представлено в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Сравнительная характеристика источников ВДМ и ЛГ

При проектировании схем взаимного нагружения технические характеристики и числовые параметры дополнительных источников устанавливаются на основе приведенных выше расчетных формул в зависимости от номинальных параметров испытуемых машин. Од­нако следует учитывать, что относительно расчетных значений реальные конструкции ВДМ и ЛГ должны иметь некоторый запас по мощ­ности. току и напряжению.

Для ВДМ такая необходимость диктуется потребностью испытания машин на коммутационную устойчивость. Эти испытания проводят­ся при двойном значении часового тока двигателя, что соответствен­но требует от ВДМ и двойного запаса по току в режиме максималь­ной мощности.

Запас мощности для ЛГ обычно закладывается не ниже 30 % и свя­зан с необходимостью проверки машин на повышенную частоту вра­щения, при которой возрастает и потребляемая мощность от линей­ного генератора.

Кроме того, следует помнить о возможном разбросе характеристик испытуемых машин, что также является дополнительной нагрузкой для вспомогательных источников.

Особое внимание следует обращать на то. что. помимо названных причин дополнительных нагружений вспомогательных источников питания, всегда существует потенциальная опасность их перегрузки от неправильного управления стендом. Такие перегрузки хотя и но­сят кратковременный, динамический характер, но представляют ре­альную опасность, прежде всего для ЛГ как мало амперного источ­ника питания.

Можно выделить две характерные ситуации, представляющие непосредственную опасность для ЛГ в процессе управления стендом.

Одна из них связана с чрезмерно высокой частотой вращения ис­пытуемых машин. Это объясняется тем. что при увеличении частоты вращения в электрических машинах начинают расти механические, магнитные и добавочные потери мощности, физическая природа ко­торых связана с вращением якоря. Но именно эти виды потерь и вос­полняются в схеме взаимного нагружения за счет мощности источ­ника ЛГ – формула (1.15). Отсюда следует – режим «разноса» является аварийным не только для испытуемых машин, но и для вспомогательно­го генератора ЛГ.

Другой механизм токовой перегрузки ЛГ наиболее просто мож­но продемонстрировать на примере пуска системы. В основу метода взаимного нагружения заложена идея электропитания испытуемо­го двигателя от нагрузочного генератора равной мощности. Однако, как было показано выше, после подключения ВДМ система, а значит и питающий генератор, остаются неподвижными в силу равенства и встречности моментов испытуемых машин. Тем не менее, система приходит во вращение при появлении небалансного тока от ЛГ. Отсю­да вытекает, что мощность на ускорение раскручивания испытуемой пары машин «ДВИГАТЕЛЬ – ГЕНЕРАТОР» система получает от ма­ломощного источника ЛГ.

Приведенный пример представляет собой лишь частный случай более общей закономерности возникновения динамической пере­грузки ЛГ при переходе системы из одного энергетического состоя­ния в другое.

Допустим, что из некоторого равновесного состояния системы на­чалось регулирование ЛГ в сторону повышения напряжения. Тем са­мым двигателю задается новый, более высокий энергетический уро­вень потребления электрической мощности. Однако ответная реакция двигателя в виде повышения частоты вращения проявится не сразу в силу большой инерционности вращающихся масс двух испытуе­мых машин. Поэтому основной генератор, вращаясь, некоторое вре­мя с прежней частотой, остается на первоначальном уровне своей выходной мощности. Возникающий при этом небаланс между повышенным уровнем потребления электрической мощности двигателем и прежним уровнем выходной мощности основного генератора ком­пенсируется за счет мощности ЛГ. заставляя его работать в течение периода раскручивания системы с повышенными токами. По мере раскручивания системы баланс в обмене энергиями между испытуе­мыми машинами восстанавливается и нагрузка с ЛГ постепенно пе­редастся на основной генератор, что можно наблюдать в виде плав­ного снижения тока в цепи ЛГ.

При регулировании напряжения в сторону уменьшения происхо­дят тс же процессы, но с обратным знаком, поэтому следует знать, что перегрузка ЛГ возможна и отрицательными токами.

Необходимо подчеркнуть, что источником перегрузок ЛГ в опи­санных выше ситуациях выступает не величина регулируемого уров­ня напряжения, а темп его изменения. Поэтому при любых регули­рованиях ЛГ темп изменения напряжения необходимо соизмерять со скоростью раскручивания (замедления) механической системы.

Критерием правильности выбранного темпа регулирования вы­ступает максимально допустимый ток ЛГ. уровень которого должен быть указан на испытательном стенде непосредственно для амперме­тра, регистрирующего ток в цепи линейного генератора.

2 ПРОЕКТ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

2.1 Недостатки существующего стенда

В лабораторном стенде кафедры «Локомотивы» существовало множество неисправностей и некоторое количество недостатков, таких как: ветхая изоляция, многочисленные сросты проводов, оторвавшиеся клеммы, отсутствие смазки в двигателях, вследствие чего при вращении возникал скрип и скрежет движущихся частей. Также отсутствовало надлежащее количество проводов, ведущих к измерительным приборам, другие же существовали отдельно от общей электрической цепи. Из-за частых коротких замыканий многие приборы вышли из строя, что делало невозможным проведение лабораторных работ. Далее приведена существующая схема, которая менее удобна для её чтения и тем более для сборки и ремонта лабораторного стенда (рисунок 2.1). Недостатком же данного стенда являлось неудобство подключения измерительных приборов и их громоздкость, которые практически полностью занимали весть лабораторный стенд (рисунок 2.2).

Рисунок 2.1 – Электрическая схема испытательной станции

Рисунок 2.2 – Выводы для подключения измерительных приборов

Электрическая схема физической модели испытательной станции при­ведена на рисунке 2.1. Из этого рисунка следует, что двигатель Д, генератор Г, и тахогенератор ТГ включены так же как и на рисунке 1.1. Вместо тяговых двига­телей в модели использованы маломощные электрические машины по­стоянного тока, линейный генератор и вольтодобавочная машина замене­ны статическими преобразователями П₁ и П₂. Напряжения, подаваемые в схему от преобразователей, изменяются с помощью резисторов R₁ и R₂ , включенных, как делители напряжений. Принцип действия физической мо­дели аналогичен работе схемы, изображенной на рис. 2.3.

2.2 Силовая электрическая схема стенда

Для создания и модернизации лабораторного стенда была разработана новая упрощенная для понимания и чтения электрическая схема, представленная на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Модернизированная монтажная схема лабораторного стенда

На модернизированной монтажной схеме лабораторного стенда отражены все сочленения проводов, вынесенные на электромонтажные колодки (рисунок 2.4), указанные как «Колодка №1» и «Колодка №2», для удобства чтения электрической схемы, она была разделена пунктирной линией, указанной на схеме. Также схема имеет условные обозначения, которых не было на старой схеме, такие как: АВ₁, АВ₂, АВ₃ – автоматические выключатели; Тр₁ и Тр₂  трансформаторы; Рег₁ и Рег₂ – регуляторы напряжения DIMMER; В₁ и В₂  выпрямительные установки;

Рисунок 2.4 – Электромонтажная колодка

2.3 Схема подключения измерительных приборов

Также для обновленного лабораторного стенда была спроектирована схема подключения новых электронных измерительных приборов (рисунок 2.5). Для подключения семи цифровых приборов планируется использовать в качестве блоков стабильного питания зарядные устройства для электронно-цифровой техники. Всвязи с тем, что при первоначальной установке электронных приборов опытным путем выяснилось, что прямое подключение их к силовой цепи невозможно (сгорели два вольтметра), и было решено воспользоваться таким методом. После подключения вольтметров и амперметров к своим источникам питания, проблем с их работой больше не возникало.

Рисунок 2.5 – Схема подключения измерительных приборов

На схеме подключения приборов цифрами 1,2,3,4,5 указаны источники питания для измерительных приборов. Сами же приборы обозначены условными знаками А1, V1 и так далее, цифрами 2/5, 2/9 указаны места установки приборов в силовую схему лабораторного стенда, первая цифра это номер колодки, а вторая это номер узла колодки куда установлены измерительные провода приборов.

2.4 Вид лабораторного стенда

На рисунке 2.6 схемно изображен вид стенда, цифрами обозначены все его составляющие находящиеся непосредственно на самом лабораторном столе:

1 Приборная панель со встроенными измерительными приборами; 2 Световой индикатор работы генератора; 3 Два двигателя ПМСП 02 соединенные муфтой М; 4 Тахогенератор соединенный с двигателем через муфту м; 5 Размыкатели цепи, обозначенные на силовой схеме как ключи К₁, К₂, К₃, К₄; 6 Тахометр (прибор для определения количества оборотов двигателя).

Характеристики

Список файлов ВКР