ПЗ (1230311), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Величина представляет собой индуктивное падение напряжения в процессе коммутации, при котором выпрямленное напряжение равняется нулю. Индуктивное сопротивление обмоток тягового трансформатора , приведенное к вторичной обмотке, зависит от индуктивности составляющей напряжения короткого замыкания , выражаемой в процентах от номинального напряжения тягового трансформатора_. Индуктивное сопротивление

, (1.8)

где – номинальный выпрямленный ток.

Индуктивные потери напряжения равны

. (1.9)

Общее активное сопротивление преобразователя при мостовой схеме выпрямления

, (1.10)

где – коэффициент, учитывающий уменьшение активного падения напряжения в цепи выпрямленного тока в период коммутации, для мостовой схемы выпрямления = 0,7;

, – активное сопротивление первичной и вторичной обмоток тягового трансформатора;

– коэффициент трансформации тягового трансформатора;

, –коэффициенты эффективности переменного и выпрямленного тока соответственно;

– активное сопротивление обмоток сглаживающего реактора.

Коэффициент эффективности выпрямленного тока и коэффициент эффективности переменного тока зависят от степени сглаживания выпрямленного тока и при коэффициенте относительной пульсации выпрямленного тока от 0,5 до 0,6 их можно принять: от 0,94 до 0,95; .

Внешние характеристики выпрямительной установки зависят от ступени регулирования. На каждой из этих ступеней свои значения , , . Из-за малого числа витков вторичной обмотки трансформатора на ступенях низкого напряжения сопротивления и значительно уменьшаются. Соответственно, уменьшается наклон внешних характеристик (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 – Внешние характеристики преобразователей установки электропоезда

Построенные по формуле (1.6) внешние характеристики преобразователя совместно с электромеханическими характеристиками электрических двигателей используют для расчета тяговых, скоростных, энергетических характеристик моторного вагона электропоезда переменного тока и для расчета параметров электрооборудования цепей тяговых электродвигателей. В целях упрощения расчетов внешние характеристики выпрямительных установок моторных вагонов электропоездов переменного тока строят для номинального напряжения сети 25 тысяч вольт, не учитывая активное и индуктивное сопротивление системы энергоснабжения.

1.6 Функциональная схема системы автоматического управления электровоза в режиме тяги

Работа системы автоматического управления (САУ) в режиме тяги обеспечивается взаимодействием следующих функциональных блоков [14]:

– контроллера машиниста (КМ) с задатчиками тока якоря тяговых двигателей (ЗТ) и скорости движения (ЗС);

– блок автоматического управления (БАУ), блока управления выпрямительно-инверторным преобразователем (БУВИП);

– выпрямительно-инверторного преобразователя (ВИП);

– тягового трансформатора (Т), цепи тяговых двигателей (ТЭД) с датчиками тока якоря (ДТЯ), датчиками скорости (ТГС) и блоками измерения БИ-026 и БИ-027.

САУ электровоза в режиме тяги двухконтурная, то есть содержит два замкнутых контура регулирования: контур регулирования тока якорей тяговых двигателей (внутренний) и контур регулирования скорости движения (внешний).

Контур регулирования тока якорей тяговых двигателей образован следующими функциональными блоками и элементами [14]:

– задатчик тока якоря ЗТ;

– логическая схема ИЛИ_min1;

– задатчик интенсивности ЗИ;

– ограничитель максимального тока якоря ОГР, элемент сравнения ЭС2;

– регулятор тока якоря РТЯ;

– согласующий элемент СЭ, блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем БУВИП;

– выпрямительно-инверторный преобразователь ВИП, получающий питание от контактной сети через тяговый трансформатор Т;

– цепи тяговых двигателей ТЭД; датчики токов якорей тяговых двигателей ДТЯ, блок измерения БИ-027.

В контуре регулирования тока якоря для получения информации о фактическом значении тока якоря I_яф имеется цепь обратной связи через элементы ДТЯ – БИ-027 – ЭС2.

Контур регулирования скорости движения образован следующими блоками и элементами [14]:

– задатчик скорости ЗС;

– элемент сравнения ЭС1;

– регулятор скорости РС;

– логическая схема ИЛИ_min1;

– задатчик интенсивности ЗИ;

– ограничитель максимального тока якоря ОГР;

– элемент сравнения ЭС2;

– регулятор тока якоря РТЯ;

– согласующий элемент СЭ;

– блок управления выпрямительно-инверторным преобразователем БУВИП;

– выпрямительно-инверторный преобразователь ВИП с тяговым трансформатором Т, цепи якорей тяговых двигателей ТЭД;

– датчики частоты вращения колесных пар ТГС;

– блок измерения БИ-026;

– блок датчиков скорости БДС.

В контуре регулирования скорости для получения информации о фактическом значении скорости движения V_ф также имеется цепь обратной связи через элементы ТГС – БИ-026 – БДС – ЭС1.

При пуске электровоза от задатчика тока ЗТ на один из входов логической схемы ИЛИ_min1 поступает сигнал напряжения, пропорциональный заданному значению тока якоря тягового двигателя I_{я зад}. От задатчика скорости ЗС сигнал напряжения, пропорциональный заданному значению скорости движения V_зад, поступает на элемент сравнения ЭС1. На этот же элемент сравнения ЭС1 поступает сигнал напряжения, пропорциональный фактическому значению скорости движения электровоза V_ф, который формируется цепью обратной связи контура регулирования скорости: ТГС – БИ-026 – БДС. В режиме тяги формирование сигнала V_ф осуществляется следующим образом: от датчиков частоты вращения колесных пар ТГС переменные трехфазные напряжения, пропорциональные частотам вращения соответствующих колесных пар, поступают на блоки измерения БИ-026. Блоки БИ-026 предназначены для преобразования (выпрямления) входных трехфазных напряжений переменного тока в соответствующие выходные напряжения пульсирующего тока, поступающие на вход блока датчиков скорости БДС. Блок датчиков скорости БДС сглаживает пульсации входных напряжений и из шести входных сигналов, пропорциональных частотам вращения соответствующих колесных пар, выделяет минимальный по величине сигнал (минимальное напряжение), соответствующий минимальной частоте вращения одной из колесных пар электровоза. Этот сигнал в режиме тяги считается пропорциональным фактической скорости движения электровоза V_ф и поступает на элемент сравнения ЭС1. Таким образом САУ в режиме тяги обеспечивает поддержание заданной скорости V_зад по минимальному значению фактической частоты вращения одной из колесных пар электровоза.

Элемент сравнения ЭС1 предназначен для определения величины рассогласования (разности) между сигналом от задатчика скорости ЗС, пропорциональным заданной скорости движения V_зад, и сигналом с выхода блока датчиков скорости БДС, пропорциональным фактической скорости движения V_ф. Сигнал рассогласования по скорости ΔV поступает на вход регулятора скорости РС, который в зависимости от величины рассогласования ΔV формирует задание тока I_з якоря, необходимого для поддержания заданной скорости электровоза. Сигнал I_з поступает на второй вход логической схемы ИЛИ_min1 [14].

Логическая схема ИЛИ_min1 из двух входных сигналов: напряжения от задатчика тока ЗТ, пропорционального заданному току якоря двигателя I_{з зад} и напряжения с выхода регулятора скорости, пропорционального величине заданного тока I_з для внутреннего контура, выделяет минимальный сигнал.

В момент пуска значение фактической скорости движения электровоза V_ф близко к нулю, величина рассогласования по скорости достаточно велика и положительна и сигнал напряжения заданного тока I_з с выхода регулятора скорости РС больше сигнала напряжения I_{з зад} от задатчика тока ЗТ (это соотношение сигналов устанавливается при настройке блока БАУ). В этом случае на выходе логической схемы ИЛИ_min1 будет присутствовать сигнал от задатчика тока ЗТ (меньший по величине из двух сигналов), пропорциональный заданному значению тока якоря тягового двигателя, то есть при пуске сигнал от ЗТ определяет задание тока якоря тяговых двигателей для САУ, поэтому в режиме пуска САУ работает как одноконтурная система стабилизации тока якоря.

В процессе разгона электровоза значение фактической скорости движения V_ф приближается к значению заданной скорости V_зад, величина рассогласования по скорости ΔV уменьшается и, соответственно, уменьшается величина сигнала заданного тока I_з с выхода регулятора скорости РС. После достижения заданной скорости движения САР начинает работать как двухконтурная. В тот момент, когда сигнал I_з с выхода регулятора скорости РС станет меньше сигнала I_{з зад} от задатчика тока ЗТ, на выходе логической схемы ИЛИ_min1 будет присутствовать сигнал I_з с выхода регулятора скорости РС, определяющий задание тока якоря ТЭД для заданной скорости, то есть САР переходит в режим стабилизации скорости. В этом режиме задание тока якоря определяется регулятором скорости РС. Таким образом, регулятор скорости РС выполняет функцию автоматического задатчика тока якоря ТЭД для контура регулирования тока якоря, когда фактическая скорость движения приближается к заданной скорости движения электровоза. После достижения заданной скорости движения САР начинает работать как двухконтурная [14].

При равенстве фактической и заданной скорости движения электровоза рассогласование по скорости ΔV равно нулю и сигнал I_з с выхода регулятора скорости РС также равен нулю. Так как сигнал от задатчика тока ЗТ не может быть равен нулю, то минимальным сигналом в этом случае является сигнал от РС, который проходит на выход логической схемы ИЛИ_min1 , определяя нулевое значение тока якоря ТЭД для САУ, система автоматики «зарегулирует» ток якоря до нуля.

При изменении значения заданной скорости движения V_зад работа рассмотренных выше элементов схемы осуществляется аналогичным образом, то есть логическая схема ИЛИ_min1 в зависимости от величины выходных напряжений элементов ЗТ и РС определяет задания тока якорей ТЭД для САУ.

Характеристики

Список файлов ВКР