- •3. Характеристики и регулирование напряжения тяговых генераторов
- •3.1. Совместная работа дизеля и генератора
- •3.2. Внешняя характеристика тягового генератора и её ограничения
- •3.3. Способ получения заданной внешней характеристики тягового генератора. Возбудители
- •3.3.1. Возбудитель с продольно – расщепленными полюсами
- •3.3.2. Возбудитель с радиальным расщеплением полюсов (тэ3, тэ7 и некоторые зарубежные)
- •Понятие о схемах соединения тяговых электрических машин тепловозов
- •3.4.1. Зависимость вида схемы передачи от мощности тепловоза и характера его работы. Выбор схемы соединения тг с тэд
- •3.4.2. Постоянная схема соединения тэд без ослабления возбуждения
- •3.4.3. Постоянная схема соединения тэд с ослаблением возбуждения
- •3.5. Определение основных параметров электропередачи
- •3.6. Определение режимов максимальной и минимальной нагрузок тягового генератора и тягового электродвигателя
- •3.7. Расчет и построение регулировочных характеристик
- •3.10. Особенности конструкции и расчета тягового генератора постоянного тока (гп–311б)
- •–Необходимая площадь сечения зубцов на один полюс при допустимой индукции в зубцах и максимальном напряжении
- •3.11. Расчет и построение характеристик тг постоянного тока
- •3.12. Выбор параметров обмотки возбуждения тг
- •3.13. Особенности конструкции синхронных генераторов
- •3.14. Схемы соединений сг и ву
- •3.15. Работа сг на 3х фазный выпрямительный мост
- •3.16. Режимы работы сг – ву
- •1 Режим – при угле коммутации 60° эл, когда коммутация начинается в момент равенства .
- •3 Режим – при прерывистом напряжении, когда возможна одновременная коммутация всех 3х фаз. В этом режиме постоянно включены 3 вентиля и добавляется 4й вентиль.
- •3.17. Аварийные режимы тепловозных выпрямителей (ву) и их защита
- •3.18. Расчет выпрямительной установки тепловоза
3.14. Схемы соединений сг и ву
Как правило, на тепловозах и газотурбовозах с СГ, ВУ выполняют
неуправляемой, при этом пульсации не превышают 5÷6% от среднего значения выпрямленного напряжения «Ud».
Тепловозные СГ большой мощности для снижения пульсаций на стороне постоянного тока выполняют с двумя 3х – фазными обмотками статора, э.д.с. которых сдвинуты на 30°эл.
Каждая из обмоток включается по мостовой схеме, а сами мосты – последовательно или параллельно.
Рис. 3.26. Дважды 3х фазная схема с последовательным соединением мостов на стороне выпрямленного напряжения
(2ТЭ120)
Рис. 3.27. Дважды 3х фазная схема с параллельным соединением мостов на стороне выпрямленного напряжения
(2ТЭ116)
В этом случае наибольшая величина пульсаций определяется 12ой гармоникой, т.е. является незначительной. В тепловозных СГ параметры выбирают так, чтобы их активный объем использовался лучше с двумя обмотками, чем при включении с одной 3х фазной. Кроме того, система с двумя 3х фазными обмотками допускает применение стандартной 3х фазной аппаратуры контроля и управления.
На 2ТЭ116 выпрямительный мост состоит из 6 плеч. В плече вентили типа ВЛ – 200 – 8 включены по 2 последовательно и по 10 параллельно, всего 120 штук. (след. на 2 моста – 240 шт.). ВЛ - вентиль лавинный
ВУ рассчитана на:
– max ток – 8700 А;
– длительный ток – 5700 А;
– max напряжение – 750 В;
– КПД – 0,99 %.
3.15. Работа сг на 3х фазный выпрямительный мост
Рассмотрим более подробно работу одной 3х фазной звезды с выпрямительным мостом (см. рис. 3.28).
Рис. 3.28. Принципиальная схема 3х фазного мостового выпрямителя
Допущения:
– пренебрегаем коммутирующей индуктивностью фаз генератора Х = 0.
– пренебрегаем индуктивностью нагрузки Хd = 0.
–фазное напряжение.
–линейное напряжение.
–выпрямленное напряжение.
в 1,73 раза.
.
–напряжение между началом и концом фазы.
–напряжение между концами 2х фаз.
Их соотношение между собой:
|
(3.97) |
Амплитуда выпрямленного напряжения:
|
(3.98) |
Средний ток вентиля:
т.к. продолжительность тока по вентилю – 120°эл. |
(3.99) |
Амплитуда обратного напряжения на каждом вентиле:
|
(3.100) |
Итак, вентили В1, В3, В5 образуют Катодную, а вентили В2, В4, В6 образуют Анодную группы.
Из катодной группы в какой-нибудь промежуток времени ток пропускает тот вентиль, к аноду которого подводится больший + потенциал.
А из анодной группы пропускает ток тот вентиль, к катоду которого подводится больший отрицательный потенциал.
Т.е. в любом промежутке времени открыты два вентиля – один из катодной, а другой из анодной группы. Причем в контуре токов через вентили оказывается нагрузка. Продолжительность токов через каждый вентиль равна – 120°эл.
Число пульсаций выпрямленного напряжения m = 6 (рис.3.29.) поэтому соответствующая кривая, кроме постоянной составляющей , содержит высшие гармоники кратные шести:
(к = 6,12,18…) |
(3.101) |
Рис. 3.29. Диаграмма напряжений и токов 3х фазного мостового выпрямителя при мгновенной коммутации
Средний ток в аноде (несмотря на наличие 6 вентилей) является неблагоприятным фактором и вызывает необходимость применения либо более мощных вентилей , либо параллельное включение нескольких вентилей.Меньшие значения максимального обратного напряжения на вентилях по сравнению с другими схемами выпрямления являются преимуществом 3х фазной мостовой схемы, т.к. стоимость полупроводниковых вентилей быстро растет с повышением класса напряжения вентиля (допустимого напряжения).
Использование в тепловозной ВУ 2х – трехфазных мостов позволяет исключить и гармонические составляющие кратные шести в нечетном отношении, т.е. остаются кратные 12.