Диплом (1222966), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Графики токов тяговых электродвигателей снимаются с помощью элемента CURRENT_CONTROLLED_VOLTAGE_SOURCE. Токи якорей фиксируются датчиками V1–V4, а уравнительные токи – датчиками V01–V04 и передаются на осциллографы XSC1 и XSC3 соответственно.
3.3.3 Моделирование номинального тягового режима работы электровоза
Процесс возникновения и окончания боксования задаётся переключателем S1, который встроен в цепь нагрузки первого тягового электродвигателя (ТЭД).
График токов якорей ТЭД при отсутствии боксования колёсных пар (КП) представлен на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7 – Токи якорей ТЭД в номинальном режиме
Значения напряжений между средними точками в номинальном режиме представлены на рисунке 3.8.
г)
в)
б)
а)
Рисунок 3.8 – Величина напряжений между средними точками ТЭД в номинальном режиме:
а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД
Из рисунка 3.8 видно, что в условиях равенства характеристик всех ТЭД разница потенциалов между средними точками почти отсутствует.
3.3.4 Моделирование боксования одного тягового электродвигателя
При моделировании боксования первого ТЭД были сняты диаграммы токов двигателей, представленные на рисунке 3.9.
Рисунок 3.9 – Токи якорей ТЭД при начале боксования
На графике видно, что в момент начала боксования ток первого ТЭД начинает снижаться по отношению к токам других ТЭД до определённого установившегося значения. Значения напряжений между средними точками в режиме боксования представлены на рисунке 3.10.
г)
в)
б)
а)
Рисунок 3.10 – Величина напряжений между средними точками ТЭД при боксовании:
а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД
После сигнала с датчика напряжения о начавшемся боксовании происходит открытие IGBT-транзистора и начинается процесс перетекания уравнительных токов, представленный на рисунке 3.11. Из рисунка видно, что уравнительный ток соседствующего с боксующим ТЭД превышает уравнительные токи, исходящие от двигателей, подключённых к другому выпрямительно-инверторному преобразователю (ВИП).
Рисунок 3.11 – Осциллограмма уравнительных токов:
верхний график – ток подпитки ТЭД боксующей КП; средний график – токи от ТЭД другого ВИП; нижний график – уравнительный ток от соседствующего с боксующей КП ТЭД
Процесс окончания боксования сопровождается постепенным выравниванием токов всех ТЭД и представлен на рисунке 3.12. Однако этот вид боксования является самым благоприятным, так как подразумевает идентичность характеристик всех ТЭД секции электровоза. В реальности это достаточно маловероятно и зачастую двигатели имеют значительный «разброс» характеристик. В дальнейших подразделах будут произведены исследования не только этого, но и других видов боксования.
Рисунок 3.12 – График токов ТЭД в процессе окончания боксования одной КП
3.3.5 Моделирование боксования двух ТЭД одного ВИП
При движении электровоза на сложных участках пути или в неблагоприятных условиях сцепления колеса с рельсом, может возникнуть ситуация, когда боксование начнётся не одной колёсной пары, а нескольких. В этом случае процессы в противобоксовочной системе несколько изменятся.
При условии боксования одновременно колёсных пар первого и второго ТЭД или колёсных пар третьего и четвёртого ТЭД, которые являются соседствующими и по ВИП, и по тележке, разность потенциалов, фиксируемая датчиками напряжения, изменяется. Для случая боксования колёсных пар первого и второго ТЭД значения разности потенциалов представлены на рисунке 3.15. Диаграмма токов якорей ТЭД представлена на рисунке 3.13, а диаграмма уравнительных токов – на рисунке 3.14.
Рисунок 3.13 – Токи якорей ТЭД при начале боксовании сначала одной КП, а затем второй
Рисунок 3.14 – Осциллограмма уравнительных токов:
верхний график – токи подпитки ТЭД боксующих КП; нижний график – уравнительные токи от ТЭД небоксующих КП другого ВИП
г)
в)
б)
а)
Рисунок 3.15 – Величина напряжений между средними точками ТЭД при боксовании:
а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД
Применительно к рисунку 3.14 для условий одинаковых характеристик ТЭД протекание уравнительных токов равномерно распределяется между двумя ТЭД боксующих и двумя ТЭД небоксующих колёсных пар. Также в данном режиме наблюдается в момент начала боксования резкий скачок напряжения на втором и четвёртом датчиках, установленных между средними точками второго и третьего ТЭД и четвёртого и первого ТЭД соответственно.
3.3.6 Моделирование боксования двух ТЭД разных ВИП
Трогание с места электровоза зачастую сопровождается разгрузкой первых по ходу движения осей колёсных пар каждой из тележек. Это зачастую приводит к возникновению боксования со всеми вытекающими из этого последствиями. Однако другие режимы движения тоже могут привести к возникновению боксования колёсных пар ТЭД, питаемых от разных ВИП. Поэтому исследование этого вида боксования является актуальным.
Зададимся условием, что в боксования срываются колёсные пары первого и третьего ТЭД.
На рисунке 3.16 отображены величины разности потенциалов между средними точками ТЭД. График токов якорей ТЭД аналогичен предыдущему виду боксования (рисунок 3.13) за исключением лишь того, что в момент начала боксование снижение тока якоря произойдёт у двигателя, питаемого от другого ВИП. Поэтому данный график не приводится. График перетекания уравнительных токов представлен на рисунке 3.17.
г)
в)
б)
а)
Рисунок 3.16 – Величина напряжений между средними точками ТЭД в режиме боксования:
а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД
Рисунок 3.17 – Осциллограмма уравнительных токов:
верхний график – токи подпитки первого ТЭД боксующей КП; средний график – ток
подпитки третьего ТЭД боксующей КП; нижний график – уравнительные токи от второго и четвёртого ТЭД небоксующих КП
Данный вид боксования очень схож с предыдущим по возникающим процессам в силовой схеме и при условии одновременного начала боксования КП повторяет рисунок 3.14. Поэтому было смоделировано последовательное вступление колёсных пар в процесс боксования, сначала первая КП, а затем третья и данный вариант перетекания токов был зафиксирован на рисунке 3.17.
3.3.7 Моделирование боксования при разности диаметров бандажей КП
Согласно [20] электровозы «Ермак» имеют номинальный диаметр КП по кругу катания 1250 мм. Однако тем же документом устанавливается, что допустимо устанавливать КП с диаметром, не менее 1205 мм, причём у комплекта колёсных пар, подкатываемых под электровоз, разница диаметров бандажей не должна превышать 8 мм.
Произведём моделирование наихудших условий. Для этого примем диаметр бандажа Dб одной КП 1205 мм, а другой – 1213 мм. При этом в подсхемах Vn1–Vn4 изменятся коэффициенты. Для случая Dб = 1205 мм вид подсхемы представлен на рисунке 3.18, для случая Dб = 1213 мм – на рисунке 3.19.
Рисунок 3.18 – Вид подсхем Vn1 и Vn3 для случая разностных диаметров колёсных пар
Рисунок 3.19 – Вид подсхем Vn2 и Vn4 для случая разностных диаметров колёсных пар
В ситуации, когда боксование отсутствует, величины разности потенциалов между средними точками ТЭД отображены на рисунке 3.20.
г)
в)
б)
а)
Рисунок 3.20 – Величина напряжений между средними точками ТЭД в статическом режиме:
а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД
По значениям разности потенциалов можно удостовериться, что неравенство бандажей КП повышает величину разности относительно ситуации, в которой все бандажи колёсных пар равны Dб = 1250 мм (рисунок 3.8). Однако это повышение не так существенно и восприниматься, как боксование, не будет.
В момент начала боксования датчики напряжения покажут значения, представленные на рисунке 3.21, из которых можно сделать вывод о том, что разность диаметров бандажей КП несколько повышает величину разности потенциалов.
г)
в)
б)
а)
Рисунок 3.21 – Величина напряжений между средними точками ТЭД в режиме боксования:
а – между 1 и 2 ТЭД; б – между 2 и 3 ТЭД; в – между 3 и 4 ТЭД; г – между 4 и 1 ТЭД
Диаграмма начала боксования представлена на рисунке 3.22.
Рисунок 3.22 – Осциллограмма уравнительных токов при боксовании
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
