6.2. Режим симметричного выпрямления

Для последующего увеличения напряжения на зажимах двигателя контроллер переводят на вторую позицию. При этом дополнительно замыкается контактор 2 и создается схема рис. 6.3.

Р ис. 6.3. Режим несимметричного выпрямления.

В первый полупериод ток потечет от точки в трансформатора через контактор 2, вентиль V₃, двигатель Д, вентиль V₂ к точке б трансформатора. В этом случае к вентилю V₅ приложено обратное напряжение величиной U секции а в , поэтому вентиль V₅ тока не проводит. Путь тока во втором полупериоде: точка б, вентиль V₁, двигатель Д, вентиль V₆, контактор 1, точка а трансформатора.

В таком режиме имеем несимметричное выпрямление переменного тока. В первый полупериод к нагрузке прикладывается напряжение двух секций трансформатора (точки в, б), т.е. ; во второй полупериод напряжение осталось прежним , поэтому напряжение на второй позиции возрастает по сравнению с первой позицией на .

Кроме того, разомкнутое положение контактора 5 и наличие вентиля V₅ исключают режим короткого замыкания включенной секции а, в трансформатора.

Как видно, через контактор 7 ток не протекает и он может быть выключен без разрыва цепи нагрузки.

При переходе па позицию 3 отключается контактор 7 и включается контактор 8, который шунтирует контактор 1. На позиции 3 включены контакторы 2 и 8, а на выпрямительной установке будет напряжение при симметричном выпрямлении.

Порядок выполнения работы

1. Изучить и вычертить схему вентильного перехода. Рассмотреть порядок замыкания и размыкания контакторов по позициям контроллера.

2. Собрать схему и после проверки включить разъединитель S₁.

3. Замерить величину выпрямленного напряжения и определить частоту его пульсаций на зажимах двигателя на всех позициях контроллера.

4. С помощью электронно-лучевого осциллографа снять осциллограммы напряжения на нагрузке на всех позициях регулирования.

5. Сделать выводы.

Работа №7 цепи управления электровоза однофазно-постоянного тока Цель работы

Изучение силовой аппаратуры, применяемой при ступенчатом регулировании напряжения, прикладываемого к тяговым двигателям.

Подготовка к работе

Выполнение работы предусматривает предварительное знакомство студента с принципом работы силовых цепей электровоза при регулировании напряжения на вторичной обмотке трансформатора со встречно-согласным переключением полуфаз обмоток трансформатора, приемами управления электровозом, конструкции контроллера машиниста и переключателя ступеней и обмоток трансформатора [5].

Краткие теоретические сведения

Основным средством регулирования выпрямленного напряжения на ЭПС однофазно-постоянного тока служит изменение коэффициента трансформации тягового трансформатора, осуществляемое ступенчатым переключением выводов его вторичных обмоток.

На отечественных электровозах однофазно-постоянного тока с диодными мостовыми выпрямительными установками каждая из двух вторичных обмоток трансформатора разбита на две полуобмотки: нерегулируемую и регулируемую.

Упрощенная схема силовых цепей выпрямительной установки представлена на рис. 7.1. Согласное и встречное включение этих обмоток позволяет практически при одном и том же числе секций вдвое увеличить число ступеней регулирования. Так, при замкнутых контакторах 2 и 4 суммарное напряжение вторичных обмоток равно разности напряжении ее нерегулируемых секции.

Последующего увеличения числа ступеней регулирования, а следовательно, и уменьшения бросков напряжения и тока тяговых двигателей добиваются за счет введения несимметричного регулирования, когда изменяют число секций, подключенных к нагрузке, вначале у одной из регулируемых полуобмоток, например, у (lPП), а уже после снижения тока нагрузки - у второй регулируемой полуобмотки (2РП).

Рис. 7.1. Схема силовых цепей выпрямительной установки

Для устранения потоков вынужденного намагничивания в сердечнике трансформатора при несимметричном регулировании двух групп тяговых двигателей на электровозах однофазно-постоянного тока осуществляется принцип симметрирования нагрузки (рис. 7.1). Он заключается в следующем: в первый полупериод питающего напряжения, когда потенциалы левых выводов вторичных обмоток трансформатора положительны, группа тяговых двигателей 1 получает питание от "своей" вторичной обмотки трансформатора а₁о₁. Группа тяговых двигателей 11 в этот полупериод получает питание от обмотки а₂о₂. При смене полярности питающего напряжения группа тяговых двигателей 1 получает питание уже от второй обмотки, а группа тяговых двигателей 11, наоборот, от первой вторичной обмотки трансформатора.

Все переключения во вторичной цепи тягового трансформатора осуществляются главным контроллером (переключателем) типа ЭКГ-8 с электродвигательным приводом. На рис. 7.2 представлена схема положения контакторов главного контроллера па нулевой позиции. Главный контроллер имеет 4 кулачковых контактора. А, Б, В, и Г с дугогашением и 30 кулачковых контакторов без дугогашения (контакторные элементы 9-33.. 35-37, 39-40). Переключение силовых контакторов главного контроллера осуществляется таким образом, что разрыв, силовой цепи осуществляют только контакторы с дугогашением. Для ограничения переходного тока в моменты одновременного замыкания контакторных элементов начала и конца одной из секций вторичной обмотки трансформатора в системе регулирования применены два переходных реактора 1ПР - 2ПР.

Р ис. 7.2. Схема главного контроллера

Переход с одной ступени регулирования на другую состоит из четырех последовательных операции, протекающих поочередно одна за другой после кратковременных пауз: отключение контакторного элемента без дугогашения, замыкание того же контакторного элемента с дугогашением.

Для пуска и регулирования скорости имеется 33 фиксированных позиции напряжения и три ступени регулирования магнитодвижущей силы. Ходовыми ступенями (позициями) служат 1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29, 33, па которых с одной стороны переходные реакторы подключены контакторными элементами только к одному выводу вторичной обмотки, что обеспечивает равенство токов реактора и их наименьшее сопротивление, а, с другой стороны, когда напряжение обеих вторичных обмоток трансформатора равны, и, следовательно, частота пульсаций выходного напряжения наибольшая, что требует при прочих равных условиях наименьшей величины индуктивного сопротивления сглаживающего реактора. Управление переключателем ЭКГ-8 производится при помощи контроллера КМЭ.

Двумя рукоятками осуществляют основные операции по управлению электровозом ВЛ-80^к.

Главная рукоятка имеет положения:

БВ - быстрое выключение;

О - нулевое положение;

АВ - автоматическое выключение;

РВ - ручное выключение;

ФВ - фиксация выключения;

ФП - фиксация пуска;

РП - ручной пуск;

AП - автоматический пуск.

Реверсивная рукоятка контроллера машиниста имеет следующие положения:

ПП - полное возбуждение при движении вперед;

ПП - при движении вперед;

ОП1; ОП2, ОПЗ - соответственно 1, 2 и 3 ступени уменьшения магнитодвижущей силы.

На электровозах ВЛ-80^т и ВЛ-80^с в связи с наличием реостатного торможения контроллер машиниста имеет дополнительную тормозную рукоятку.

Порядок выполнения работы

1. Изучить и вычертить в тетради упрощенную схему (силовую) питания тяговых двигателей ЭПС однофазно-постоянного тока. Исследовать процессы в силовой схеме:

при независимом питания каждой из групп тяговых двигателей;

при несимметричном питании обоих групп.

Проанализировать разницу в протекании электромагнитных процессов при симметричном и несимметричном питании тяговых двигателей и указать причину выбора ходовых и промежуточных позиций.

2. Изучить контроллер машиниста типа КМЭ-53Г. Зарисовать вид сверху, основные положения главной и реверсивной рукоятки и зависимости между ними.

3. При напряжении цепи управления 50В привести в действие контроллер. При переключениях главного контроллера фиксировать замыкание контакторных элементов на различных позициях а также углы поворота кулачкового вала переключателя ступеней при переходе с позиции на позицию.

4. Изменяя напряжение цепи управления ступенями по 5В вверх до 60-65 В с помощью секундомера определить время переключения всех позиций переключателя. Повторить испытания, снижая напряжение цепи управления. Снижение напряжения производить до момента, пока не будет нарушения четкости замыкания и размыкания контакторных элементов.

5. Изучить схему цепи управления секции электровоза ВЛ-80^к, выкопировать из нее схемы управления реверсорами, линейными контакторами, а также включения серводвигателя группового переключателя.

6. Описать порядок работы цепи управления при ручном (автоматическом) наборе (сбросе) позиций регулирования.

7. Сделать выводы.

Список литературы:

1. Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Ч 1. Линейные электрические цепи. М.-Л. "Энергия", 1966, 320 с.

2. Вольдек А.И. Электрические машины. М.-Л. "Энергия", 1978, 782 с.

3. Беркович Е.И. и др. Полупроводниковые выпрямители. М. "Энергия", 1978, 447 с.

4. Тихменев Б.Н., Трахтман Л.М. Подвижной состав электрифицированных железных дорог. М. "Транспорт", 1980, 471 с.

5. Электровоз ВЛ80С. Руководство по эксплуатации. М. "Транспорт", 1982, 622 с.