Тема 2.2 Пульсация тока и напряжения при тиристорно-импульсном регулировании и сглаживающие устройства

Пульсации тока в тяговом двигателе при пуске и торможении. Влияние пульсаций напряжения и тока на работу тягового электродвигателя.

Назначение входных фильтров. Режимы работы входного фильтра. Выбор параметров входного фильтра.

Литература: [1] с.133-136, с.214-224, [4] с.84-101.

Методические указания

Влияние пульсаций напряжения и тока на работу ТЭД.

При питании ТЭД пульсирующим напряжением возникает два побочных негативных явления:

1)возникновение дополнительных потерь;

2)ухудшение коммутации на щеточно-коллекторном узле.

Дополнительные потери возникают в стали ТЭД из-за гистерезиса и вихревых токов, образующихся главным образом в массивных частях магнитопровода (остове, сердечнике, главных и добавочных полюсах, фланцах крепящих обмотку возбуждения). Кроме того, пульсация тока увеличивает потери из-за неравномерного распределения тока по поперечным сечениям проводников обмоток.

Пульсационные потери в стали пропорциональны квадрату амплитуды, переменной составляющей магнитного потока Ф и больше чем в первой степени пропорциональны частоте пульсаций. Размах пульсаций тока обратно пропорционален частоте регулирования, а амплитуда пульсаций – переменная составляющая магнитного потока, при увеличении частоты уменьшается ещё в большей степени, чем размах пульсации тока ΔI_д из-за увеличения магнитного сопротивления массивных частей магнитопровода. Поэтому при U_п = const и L = const с увеличением частоты регулирования пульсационные потери уменьшаются.

Рассмотрим зависимость дополнительных пульсационных потерь Р_п от частоты пульсации тока f (частоты регулирования) на рисунке 2.3.

Кривая 1 – добавочные пульсационные потери от пульсации магнитного потока добавочных полюсов и тока якоря.

Кривая 2 – добавочные пульсационные потери от пульсации магнитного потока главных полюсов.

Кривая 3 – суммарные пульсационные потери в ТЭД.

Рисунок 2.3 - зависимость дополнительных пульсационных потерь от частоты пульсации тока

Приведенные кривые показывают, что при частоте 400 Гц и более пульсационные потери малы и практически не влияют на работу ТЭД, а при частотах до 200 Гц добавочные пульсационные потери в сильной степени возрастают с уменьшением частоты. Отрицательное влияние пульсации тока на коммутацию ТЭД теоретически возможно из-за появления больших значений нескомпенсированной ЭДС, чем при постоянном токе. Эта ЭДС может ухудшить коммутацию и вызвать повышение температуры коллектора. Такое явление проявляется при большой величине пульсации тока, что несвойственно для совершенного ЭПС.

Вопросы для самоконтроля:

1 Расскажите о пульсации тока в тяговом двигателе при пуске.

2 Расскажите о пульсации тока в тяговом двигателе при торможении.

3 Расскажиите о негативных явлениях при питании ТЭД пульсирующим напряжением.

4 Поясните зависимость дополнительных пульсационных потерь от частоты пульсации тока.

5 Объясните назначение входных фильтров.

6 Расскажите как рассчитать и выбрать по справочной литературе входные фильтры.