полный отчет антипланиат (1227787), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Обычно выключатели имеют два силовых контакта иобеспечивают однократный разрыв цепи, выключение производится подвоздействием пружин. Применяют электромагнитное или механическое сэлектромагнитным приводом устройство расцепления, а для восстановления –электропневматический привод. Дугогашение осуществляют, используяэлектромагнитное дутье и дугогасительные камеры различной конструкции.В настоящее время применяют выключатели с электромагнитнымустройством расцепления; электровозные выключатели имеют однократныйразрыв и дугогасительную камеру с выхлопом дуги вверх, выключателиэлектропоездов – двухкратный разрыв и две двухщелевые камеры с выхлопом вгоризонтальном направлении.Быстродействующий выключатель выключается при размыкании цепиудерживающей катушки помощью кнопки БВ. Непосредственное выключениебыстродействующего выключателя в случае превышения током уставкипроисходит под действием размагничивающих витков, расположенных надополнительном сердечнике 2 (рисунок 2.3).
Этот сердечник называют так жемагнитным мостиком, или магнитным шунтом, поскольку поток Фуудерживающей катушки частично ответвляется через неге; через полюсы иякорь замыкается часть Ф’у этого потока.Рисунок. 2.3 – Электромагнитная система БВНаправление м. д. с. размагничивающих витков выбрано так, что 3035создаваемый 30 ею поток Ф’р в левой части (в 30 цепи полюсов и якоря) направленвстречно потоку 54 удерживающаей катушки, а в правой части Ф’’р – согласно сним.
54 Следовательно, 30 при увеличении тока в размагничивающем витке полныйпоток Ф, проходящий через якорь и 54 равный Ф’у – Ф’р, уменьшается и принекотором значении тока становится недостаточным для удержания якоря; в 30результате контакты выключателя размыкаются. Размагничивающее действиеусиливается тем, что вследствие насыщения правой части магнитной цепиувеличение потока Ф"р 54 вызывает уменьшение Фу, а следовательно, и Ф’у.
Длярегулирования тока уставки в правой части магнитопровода предусмотрены тривинта 5, при вывертывании которых ослабляется поток Фу. Значения уставкидля различных положений винтов отмечены делениями на калиброваннойпластине. При быстром возрастании потока 54 Фр в удерживающей катушкенаводится э. д. с., 54 направленная против тока, и ток в катушке уменьшается, 54 чтовызывает уменьшение потока 54 Фу по сравнению со статическим значением его иснижение уставки. Иначе говоря, при быстром изменении потока Фр происходиттакое изменение м.
д. с. удерживающей катушки, которое стремится удержатьпоток Фу + Фр на первоначальном уровне. Этому способствуют также вихревыетоки, наводимые в правой части магнитной системы. Вихревые токи в левойчасти 54 задерживают уменьшение полного потока Ф’у – Ф’р. В 54 соответствии с этимправой частью магнитопровода 4 выполняют из массивной стали, а левую(полюсные наконечники 2 и якорь) – из листовой. 54 Таким образом,быстродействующий выключатель обладает свойством ускоренного действияпри тяжелых к.
з, т. е. при больших значениях Ikmax, так как такие короткиезамыкания сопровождаются большей скоростью нарастания тока исоответственно при меньшем ik происходит размагничивание полюсовудерживающего электромагнита до значения уставки. Другими словами,выключатель имеет тем меньшую динамическую уставку, чем большеВ рассматриваемых БВ предусмотрена система автоматического изменениятока уставки в зависимости от интенсивности нарастания тока к. з.
63 Iу (diкз / dt)36путем шунтирования размагничивающей катушки. Это позволяет несколькоснижать значение 63 Imах. Для анализа неустановившихся процессов в этом случаеиспользуем метод гармонической аппроксимации, заключающийся в том, чточасть процесса нарастания тока рассматривают как 1/4 периодааппроксимирующей синусоиды ( 63 рисунок 2) с амплитудой I в max периодом Та ≈4Т ≈ 2(t 0 + tc в + t k + t г) и угловой частотой ω= 2π/Та. При неустановившихсярежимах можно рассматривать и рассчитывать систему переменного тока спараметрами, приведенными на 63 рисунке 2.4.Рисунок 2.4 – Электрическая схема отключающей системы БВДля установившихся режимов кривые распределения токов рисунок 2.5 впараллельных цепях размагничивающей катушки 1 и шунта 2 зависит от ихактивных сопротивлений.(2.1)(2.2)Обычно принимают 63 Rш ≈ 0,6Rpв, что соответствует Iрв ≈ 0,4Iуст.Рисунок.2.5 – Кривые распределения токовТоки уставки (срабатывания) 63 Iуст должны соответствовать току вразмагничивающей катушке при 63 di / dt 0.(2.3)Для условий к.з.
имеет место другая зависимость.Если отношение индуктивностей цепей L ш / L p в значительно превосходитотношение сопротивлений r ш / r р, то при к. з. большая доля тока ответвляетсячерез размагничивающий виток, а в шунте ток нарастает медленно, как это37показано на рисунок 2.5 кривыми и .При этом ток уставки достигается на Δt раньше и соответственнопонижается ток уставки выключателя с до . В данном случае токсрабатывания зависит от Lш и ω.(2.4)Полные сопротивления:;. (2.5)при ток срабатывания будет равен .Тогда из уравнения (2.4) выразим iк з и заменим его на .. (3.6)Уравнения (2.5–2.6) позволяют достаточно точно рассчитывать режимы,определяющие токи уставки при различных параметрах и частотах.
63Отсутствие промежуточных защелок и рычагов, обычно применяемых внебыстродействующих выключателях, обеспечивает немедленное началодвижения подвижной системы выключателя, как только притягивающая силаполюсов становится меньше силы 54 пружин.Движение подвижной системы после отрыва якоря от полюсов происходитпод действием выключающих пружин, чему противодействуют силы инерциирычагов якоря и подвижного контакта и усилие притяжения якоря полюсами,38быстро уменьшающееся с увеличением воздушного зазора. Легкая конструкциярычагов из алюминия и алюминиевых сплавов обеспечивает высокое ускорениеи малое время полного разрыва контактов.На электровозах переменного тока быстродействующие выключатели стоятдля защиты от к.з.в режиме тяги и при опрокидывании режима инвертированияво время рекуперативного торможения.
Так, на электровозах ВЛ80р и ВЛ85 вцепь каждого тягового двигателя введены индивидуальные быстродействующиевыключатели ВБ-021.В условиях эксплуатации наиболее часто встречающимся в режиме тяги ирекуперации, коротким замыканием цепи выпрямленного тока являетсяпереброс по коллектору тягового двигателя скорость нарастания тока к. з.достигает 200–800 а/мс в зависимости от режима, а его установившиесязначения 1618 кА; в конце IV зоны регулирования при напряжении 25–28 кВ вконтактной сети. В месте к.з. выделяется большое количество тепла,вызывающее повреждение металлических и изоляционных деталей.Быстродействующий выключатель ВБ-021установлен в цепях тяговыхдвигателей и предназначен для оперативных отключений, защиты от перегрузкии сверхтоков в режимах тяги и рекуперации [18]. Он имеет следующиеосновные технические данные которые представлены в виде таблицы 2.1Таблица 2.1 – Технические данные ВБ-021Номинальное напряжение 1250 ВДлительный ток 1000 АТок уставки2000 АДалее произведем расчет тока уставки.2.1.3 Расчет тока уставки ВБ-021Произведём расчет изменения тока уставки при изменении индуктивности39шунта и разной скорости нарастания тока к.з.Расчёт тока уставки произведём по формуле (2.4).Определим полное сопротивление по формулам (2.5);.Для этого определим активное и индуктивное сопротивление индуктивногошунта и размагничивающего витка, а также частоту тока при разных скоростяхнарастания., (2.7)где – удельное сопротивление меди при температуре 20 С, Ом/м2;- l – длина проводника, м;- S – площадь поперечного сечения проводника, м2.Тогда сопротивление индуктивного шунта и размагничивающего витка призначениях:;м2;м;м2.40ПолучаемОм;Ом.Ток уставки размагничивающего витка определим, по формуле (2.3)А.Расчётные данные хорошо согласуются с данными полученными врезультате проведённых испытаний ВБ-021 в депо Иркутск – сортировочный.При производившихся испытаниях ток уставки размагничивающего виткасоставил 770 А.Для определения индуктивность шунта и размагничивающего виткапроизводили замеры по результатам которых получилиГн;Гн.Частоту тока определим по формуле, где f = период Топределим из следующего выражения, (2.8)где Iк з – ток короткого замыкания примем при наихудших условияхминимальной индуктивности цепи равный 18 кА, di / dt - скорость нарастаниятока примем 100–800 А /мс,что соответствует тяговому и тормозному режимам.При di / dt = 100 А/ мс41мс;Гц.Дальнейшие расчёты производим аналогично значение заносим втаблицу 2.2Таблица 2.2 – Расчёт частоты тока от скорости нарастания токаdi / dt, a / мceк 100 200 300 400 500 600 700 800Т, мсек 180 90 60 45 36 30 25,7 22,5f, г ц 1,39 2,78 4,17 5,56 6,94 8,33 9,72 11,11По данным таблицы 2.2 строим на рисунке 2.6 график зависимости чистотыот скорости нарастания тока.Рисунок 2.6 – График зависимости частоты от скорости нарастания токаОпределим угловую частоту при di / d t = 100 А/мсек42рад/сек;Ом;Ом;А.Дальнейшие расчёты производим аналогично.2.1.4 Модель тягового электродвигателя НБ-514Б электровоза серии2(3)ЭС5КИсследуется модель подвешивания тягового электродвигателя НБ-514Бэлектровоза серии 2(3)ЭС5К.
Для выполнения поставленной задачи,необходимо выполнить следующие условия:- нагрузить лимитирующие узлы статическими силами;- выявить наиболее нагруженные места в лимитирующих узлах;- предложить методы разгрузки наиболее нагруженных мест.Рисунок 2.7 – Модель КМБ тягового электродвигателя НБ-514БС целью математического описания работы колесно-моторного блока былаподготовлена в программном комплексе его модель (рисунок 2.7) исформирована сетка для использования метода конечных элементов,позволяющая проводить различные исследования с достаточной точностью [21]. 72Колесно-моторный блок по приходу с завода имеет вид, показанный нарисунке 2.8.Рисунок 2.8 – КМБ с завода43Для проведения исследования, КМБ был разбит на составные части: МОП,кожух зубчатой передачи и маятниковая подвеска.Для исследования МОП, был жестко закреплен остов тяговогоэлектродвигателя, и статические силы, воздействующие на него, былинаправлены на вкладыши МОП (рисунок 2.9).Рисунок 2.9 – Приложение сил и закрепление МОППри нагрузке МОП различными статическими силами, вплоть до предельнодопустимых, были получены напряжения в узлах сетки и статическиедеформации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
