2.3. Тяговый трансформатор

2.3.1. Мощность тяговой обмотки трансформатора

(2.13)

=750*4*1,11*1* =3790,5кВА

гдеN_дс – число тяговых двигателей на одной секции электровоза;

K_тм =1,11- коэффициент типовой мощности трансформатора ;

k_м=1- отношение суммарной номинальной мощности тяговых двигателей к

номинальной мощности тяговой обмотки трансформатора;

Uk=0,1 - напряжение короткого замыкания трансформатора в долях от номинального.

2.3.2. Мощность обмотки вспомогательных нужд S_всп принимают равной 7,5 – 8,5 % от мощности тяговой обмотки.

S_всп=284,29кВА

2.3.3. Мощность обмотки отопления ^S_от

Для грузовых электровозов обмотка отопления не требуется.

2.3.4. Типовая мощность трансформатора при номинальной нагрузке всех обмоток

S_тр =S_тяг +S_всп (2.14) S_тр=3790,5+284,29=4074,8кВА

2.3.5. Масса трансформатора, кг

mтр =20* ,

mтр =20* =10200,3 кг

2.3.6. Реактивное сопротивление обмоток трансформатора в номинальном режиме (на последней позиции регулирования), приведенное к вторичной обмотке.

x_тн =u_к *m_д *U_дн *(1+0,7u_к)/(a_д *I_н *k_впр), (2.15)

x_тн=0,1*1*900*(1+0,7*0,1)/(4*886,62*0,9)=0,03 Ом

2.3.7. Активное сопротивление обмоток трансформатора в номинальном режиме, приведенное к вторичной обмотке, рассчитывают по активному падению напряжения, составляющему обычно 1,5 – 2 % от номинального напряжения.

r_тн =0,015*m_д *U_дн /(a_д *I_н *k_впр). (2.16)

r_тн=0,015*1*900/(4*886,22*0,9)=0,004 Ом

2.3.8. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора определяют по условию, чтобы на последней позиции регулирования при номинальном выпрямленном токе a_д *I_н напряжение на тяговых двигателях равнялось номинальному U_дн .

При этом среднее выпрямленное напряжение холостого хода будет равно

U_don=m_д *U_дн +ΔU_прн,(2.17)

U_don=1*900+99,6=999,6В

где ΔU_прн – падение напряжения в преобразователе на последней позиции

регулирования при номинальном токе.

Для обычных значений коэффициента пульсации выпрямленного тока k_пI =0,25-0,30 при номинальном режиме работы ТЭД

ΔU_прн =a_д *I_н *(0,7x_тн +0,67r_тн +1,04r_рп)+ΔU_V . (2.18)

ΔU_прн=4*886,52*(0,7*0,03+0,67*0,004+1,04*0,003)+4=99,6B

Здесь ΔU_V – суммарное пороговое падение напряжения в полупроводниковых приборах выпрямителя.

При расчете ΔU_прн принимают ΔU_V = 4 – 5 В.

Действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора

U2_но =Udon / k_впр .

U2_но =999,6/0,9=1110,6B

Номинальное напряжение вспомогательных машин электровозов принимается равным Uвсп.н. =380В. Номинальное напряжение цепей отопления Uот.н. =3000 В.

Для определения коэффициента трансформации и соотношения числа витков обмоток необходимо определить напряжения холостого хода этих обмоток при номинальном напряжении в контактной сети. Потеря напряжения в этих обмотках при номинальной нагрузке трансформатора составляет около 5%.

Uвсп.о =1,05Uвсп.н. и Uот.о =1,05Uот.н..

Uвсп.о =1,05*380=399 BUот.о =1,05*3000=3150 B

2.3.9. Номинальный ток первичной обмотки трансформатора, потребляемый из сети:

I_эн =S_тр /(U_эн *η_тр ), (2.19)

I_эн=4074,8/(25000*0,97)=0,17kA

где U_эн – номинальное напряжение контактной сети;

η_тр – КПД трансформатора; η_тр =0,97.