ПЗ (1230312), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Выпрямительная установка состоит из четырех групп кремниевыхвентилей ВК1–ВК4. Два плеча моста ВК1 и ВК2 имеют так называемуюрасщепленную часть, в которую включены вентили перехода ВП1–ВП4.Расщепленные плечи моста соединены со сборными шинами четных инечетных контакторов 1–10. Эти контакторы подключены к выводам секцийобмотки низшего напряжения главного трансформатора.Со стороны переменного тока нерасщепленная часть выпрямленногомоста постоянно соединена с крайним выводом обмотки 8 трансформатора.В плечах выпрямленного моста осуществлена схема бестокового переключения контакторов силового контроллера благодаря наличию вентилей перехода. При этом отпадает необходимость устанавливать дугогасительныеустройства контакторов силового контроллера и преходные реакторы.К выпрямительной установке подключены 4 тяговых электродвигателяМ1–М4, соединенные в две параллельные группы по два электродвигателяпоследовательно (рисунок 1.1).
Включение тяговых двигателей осуществляется двумя линейными контакторами ЛК1 и ЛК2.Контакты линейного контактора ЛК2 включены так, что исключает образование тормозного контура, который может возникнуть в результате возникновения генераторного тока при движении моторного вагона с отключенными тяговыми двигателями. Контакты линейного контактора ЛК1 подключаются последовательно для облегчения гашения дуги при разрыве общего тока двух групп тяговых электродвигателей.Для снижения пульсаций выпрямленного тока в общую цепь тяговыхэлектродвигателей включен сглаживающий реактор СР.
Для большегоуменьшения пульсаций тока в обмотках возбуждения и, как следствие, магнитный поток тягового двигателя обмотки возбуждения тяговых электродвигателей постоянно шунтируются включенными резисторами R3 (Р4–Р10) иДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист11R9 (Р7–Р11), которые обеспечивают постоянное ослабление возбуждения до92,5 % [15].Резисторы R4 (Р4–Р5); R5 (Р5–Р6) и R7 (Р7–Р8); R8 (Р8–Р9), а такжеконтакторы силового контроллера Ш1 и Ш4 применяются для двухступенчатого ослабления возбуждения двигателей до 53,5 % и 32 % на последнихпозициях силового контроллера. Контакторы Ш1 и Ш3, в отличие от остальных, выполнены с дугогашением, так как при возврате контроллера с19-й на 1-ю позиции они размыкают цепь под током.1.3 Выпрямительная установка моторного вагона электропоездаЭР9МКНа электропоездах серии ЭР9МК применяется выпрямительная установка типа УВП-3.
Основными элементами выпрямления являются 84 вентилятипа ВЛ-200, которые пропускают ток по электрической цепи только в одном направлении, они расположены в пыленепроницаемой камере под кузовом моторного вагона. В камере расположены шесть блоков по 12 вентилей,и два блока по 6 вентилей для расщепленных частей плеч, расположенных вгоризонтальных рядах.
Вентили вкручены в алюминиевые охладители спринудительным воздушным охлаждением.Рассмотрим схему выпрямления при работе выпрямителя на активнуюнагрузку без учета прямого падения напряжения и обратного тока вентилей,активного сопротивления и индуктивности обмоток трансформатора.Мгновенное напряжение на выходе выпрямителя и приложенное к нагрузке называют мгновенным выпрямленным напряжением u0. Мгновенныйток, потребляемый нагрузкой, называют выпрямленным током i0. Среднеевыпрямленное напряжение выпрямителя обозначают U0, а средний выпрямленный ток – I0 [15].На электропоездах ЭР9МК применяется однофазная мостовая схема выпрямления.
Эта схема имеет преимущество, по сравнению со схемой двух-ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист12полупериодного выпрямления с нулевым выводом, благодаря лучшему использованию вторичной обмотки трансформатора. В мостовой схеме габариты и масса трансформатора гораздо меньше.Однофазная мостовая схема выпрямителя состоит из однофазноготрансформатора, вторичная обмотка которого питает вентили, соединенныепо мостовой схеме (рисунок 1.2).a3u2i2i11- RH +du04bi02cРисунок 1.2 – Однофазная мостовая схема выпрямленияПри подаче переменного напряжения на первичную обмотку трансформатора во вторичной обмотке возникает переменное напряжение u2.
В течение положительной полуволны напряжения u2 на вторичной обмотке трансформатора ток i2 будет идти через вентиль 1, активную нагрузку RH и вентиль 3. Следующий полупериод при изменении направления напряжения u2ток пойдет через вентиль 2, активную нагрузку RH и вентиль 4.
Как следствие, в оба полупериода направление протекающего тока i0 через активнуюнагрузку RH сохраняется постоянным. Ток через каждый вентиль протекаеттолько в течение одного полупериода, но вторичная обмотка трансформатора в оба полупериода работает вся.При рассмотрении схемы выпрямления индуктивность трансформаторасчиталась равной нулю, хотя она существует и влияет на коммутацию – процесс переключения тока с одного вентиля на другой. Из-за наличия индук-ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист13тивности обмоток трансформатора мгновенная коммутация невозможна.Существует определенный переходный процесс переключения. Когда ток водном вентиле уменьшается, а в другом увеличивается, одновременно оказываются открытыми два соседних по порядку включения вентиля.Рассмотрим процесс коммутации, принимая активное сопротивлениевторичной обмотки трансформатора и прямые сопротивления вентилей,равные нулю.
Имеется индуктивность обмоток трансформатора, нагрузкойвыпрямителя является большая индуктивность.Кривые изменения напряжения на вторичной обмотке трансформатора,выпрямленного напряжения и токов вентилей 1-3 и 2-4 показаны на рисунке 1.3.аб2-31-42-3вγРисунок 1.3 – Коммутация тока в однофазной мостовой схеме выпрямления:а – напряжение на вторичной обмотке трансформатора; б – выпрямленное напряжение; в – ток вентилейВ тот момент, когда напряжение на вторичной обмотке трансформатораупадет до нуля, выпрямленный ток будет продолжать протекать в прежнемнаправлении благодаря действующей электродвижущей силе самоиндукцииДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист14вторичной обмотки трансформатора. Постепенный переход нагрузки начинается тогда, когда напряжение на вторичной обмотке трансформатора изменяет свое направление и начинает действовать против тока в этой обмотке.
В период коммутации напряжение на нагрузке выпрямительной установки равно нулю, длительность процесса коммутации выражается в угловыхединицах и называется углом перекрытия или углом коммутации ϒ [15].1.4 Сглаживание пульсаций выпрямленного токаВ схеме наблюдается пульсация тока, что сказывается на работе аппаратов, питающихся этим током, но при включении индуктивности в цепь нагрузки происходит сглаживание пульсаций. На электропоезде переменноготока выпрямленным пульсирующим напряжением питаются тяговые электродвигатели. Форма и величина тока в основном определяются противоэ.д.с. тяговых двигателей и индуктивностью цепи выпрямленного тока.
Вкачестве дополнительной индуктивности в цепь включаются сглаживающиереакторы, так как индуктивность тяговых электродвигателей небольшая.Рассматривая процессы сглаживания пульсаций выпрямленного тока, засчет наличия в цепи тяговых электродвигателей индуктивности, мгновенноезначение пульсирующего напряжения выпрямителя u 0 уравновешиваетсяпротиво-э.д.с.
вращения якорей тяговых электродвигателей eдв , котораятакже может пульсировать, падением напряжения в активном сопротивлении цепи i 0 Rдв и э.д.с. самоиндукции ec , вызываемой пульсацией выпрямленного тока, то естьu 0 eдв i 0 Rдв ec .(1.1)Пренебрегая падением напряжения на активном сопротивлении цепи, тополучаем:u0 едв ес ,ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДата(1.2)Лист15следовательно,ес u0 eдв .(1.3)На графике э.д.с. самоиндукции выражается отрезками ординат, обозначенные штриховкой. Видно, что в интервалах t1–t2 и t3–t4, в тот момент, когданапряжение на выпрямителе u 0 больше, чем противо-э.д.с. двигателя eдв ,тогда выпрямленный ток i 0 возрастает.
В интервале t3–t4, когда u 0 меньшеeдв , выпрямленный ток уменьшается. График пульсации выпрямленногонапряжения и тока представлен на рисунке 1.4.u0eдвt1t2t3IмаксIсрIминi0t4Рисунок 1.4 – Пульсация выпрямленного напряжения и токаОтносительная пульсация kпо определяется соотношениемДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист16k по I max I min 100%2 I СР(1.4)Допускается относительная пульсация в силовых схемах однофазноговыпрямленного тока ±(25–30) %.Относительная пульсация увеличивается при уменьшении нагрузки. Дляхорошей коммутации тяговых электродвигателей относительную пульсациюжелательно поддерживать постоянной в более широком диапазоне нагрузок,поэтому требуется, чтобы индуктивность цепи выпрямленного тока LB небыла постоянной, а менялась вместе с изменением нагрузки по закону гиперболы (кривая 1 на рисунке 1.5):lСРLB = const.(1.5)Исходя из этого, требуется, чтобы сглаживающие реакторы имели характеристику, приближенную к гиперболе.
Эту характеристику обеспечиваютсглаживающие реакторы со стальными сердечниками. При небольших нагрузках сглаживающий реактор со стальным сердечником работает на прямолинейной части кривой намагничивания (кривая 2 на рисунке 1.5), следовательно, индуктивность ΔΦ/Δi имеет постоянное и наибольшее значение.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист17Ф, Lв2ФLв1IсрРисунок 1.5 – Зависимость индуктивности цепи выпрямленного тока и магнитногопотока Φ сглаживающего реактора от выпрямленного токаРежим работы сглаживающего реактора переходит на более пологуючасть кривой намагничивания при увеличении нагрузки, а его индуктивность уменьшается [15].Пульсации тока и магнитного потока главных и дополнительных полюсов тягового электродвигателя вызывают вихревые токи в остове. В результате чего, увеличивается нагрев обмоток тяговых электродвигателей, что отрицательно сказывается на коммутации тяговых двигателей.
Пульсация также вызывает трансформаторную э.д.с. в коммутирующих витках обмотокякоря. Для улучшения коммутации и избавления от трансформаторной э.д.с.в коммутирующих витках пульсацию тока возбуждения уменьшают при помощи активных сопротивлений, подключенных параллельно обмотке главных полюсов. В этом случае, постоянная составляющая тока разветвляетсяобратно пропорционально активным сопротивлениям, а переменная – обратно пропорционально индуктивным сопротивлениям. Переменная составляющая тока полностью протекает по сопротивлению, подключенному параллельно обмотке главных полюсов.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист18Устойчивая работа тяговых электродвигателей постоянного тока припульсирующем напряжении обеспечивается сочетанием в работе электрической схемы сглаживающего реактора и шунтировки обмоток главных полюсов активным резистором.1.5 Внешние характеристики преобразовательной установкиНапряжение на тяговых электродвигателях регулируется ступенями посредством изменения числа витков вторичной обмотки тягового трансформатора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
