6. Система ослабления возбуждения

6.1. Схемные решения

Практическая реализация способа регулирования скорости ЭПС ослаблением поля тяговых двигателей возможна в разных вариантах /1,2, 4,9/. В проекте предлагается рассчитать параметры системы ОП с шун­тированием обмоток возбуждения тяговых двигателей регулируемым ре­зистором.

На основании выбранного в 3.3 количества ступеней регулирования в соответствии с /1/ (рис. 2.20) или /9/ (рис. 233) предлагается сделать обоснованный выбор схемного решения для проектируемого электровоза и представите его в виде рисунка.

6.2. Шунтирующие резисторы

При любой, выбранной в 6.1, схеме шунтирующий резистор делится на секции. Поэтому при проектировании необходимо определить как общую величину шунтирующего резистора, так и отдельных его секций.

Как показано в /11/:

Ом, (6.1)

где R_шi - сопротивление шунтирующего резистора на i –ой позиции ослабления поля;

β_i - коэффициент ослабления поля на i -ой позиции ОП (см. 3.3 и задание);

r_rn - сопротивление обмоток главных полюсов (см.табл. 3.2);

R_кв = 0,01 Ом - сопротивление кабелей цепи главных полюсов;

R_иш =0,025 Ом - сопротивление индуктивного шунта;

R_кш =0,005 Ом – сопротивление кабелей шунтирующей цепи.

В соответствии с выражением (6.1), подставляя в него сначала β=β_min, (см.задание) определяют R_ш на последней ступени ОП. Затем повторяют расчёт для всех других ступеней ОП.

По результатам расчёта определяют сопротивления секций шунтиру­ющего резистора, нанося их значения на схему, разработанную в 6.1.

7. Система рекуперативного торможения

Разработка системы рекуперативного торможения ЭПС зависит от системы управления, использованной в тяговом режиме, так как жела­тельно использовать, по возможности, одно и то же оборудование в обоих режимах.

Поскольку система управления тяговым режимом предусматривает неавтоматическое ступенчатое регулирование напряжения на тяговых двигателях с перегруппировкой двигателей, то в проекте предлагает­ся рассчитать параметры и характеристики системы рекуперативного торможения с противовозбуждением вращающегося возбудителя (по ана­логии с электровозами ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11). При этом для каждого про­ектируемого электровоза должен быть спроектирован или подобран возбудитель и система управления им. Однако это сама по себе слож­ная и трудоёмкая работа. Поэтому в проекте предлагается использо­вать типовой электромашинный возбудитель, приспособив его к пара­метрам и количеству тяговых двигателей электровоза, что является допущением.

7.1. Расчётная схема и исходные данные

Расчётная схема для режима рекуперативного тормоза показана на рис. 7.1 /3/. В ней количество якорей тяговых двигателей (ТД), сое­диненных последовательно зависит от группировки двигателей (П, СП, П). Группировкой же определяется величина стабилизирующего резис­тора (R_ст ). Для проектируемого электровоза с допущениями примем такую же схему и величины R_ст для разных соединений двигателей, как на электровозе BJI10 (см.7.2).

Количество возбудителей на электровозе зависит от общего коли­чества тяговых двигателей и задаётся; для шестиосного электровоза - один, для восьмиосного - два, для двенадцатиосного - три.

Обмотки возбуждения тяговых двигателей соединяются в две парал­лельные группы по три для шестиосного и по две для электровозов с большим количеством двигателей.

В качестве возбудителя принимается НБ-436Б. Необходимые для расчётов параметры такого возбудителя /3/: номинальный ток воз­будителя I_вн =800A; сопротивление обмотки якоря r_r =0,00896 Ом; сопротивление обмотки противовозбуждения (ПВВ) r_пвв =0,00192 Ом.

Резистор R_р позволяет получить 15 позиций регулирования режи­ма рекуперативного тормоза.

При напряжении в контактной сети U_кс =3300В, которое являет­ся расчётным, зависимость между Э.Д.С. на зажимах генератора воз­будителя (Г) от позиций регулирования, рассчитанная по формуле /3/

В, (7.1)

где I_в - ток возбудителя, А,

r_r - 0,00896 Ом – сопротивление обмотки якоря возбуди­теля, r_rп - сопротивление обмотки главных полюсов тягового двигателя (см.таб. 3.2),

а - количество последовательно соединенных обмоток возбуждения,

в -количество параллельных цепей обмоток возбуждения, (см.рис. 7.1),

определяется из нагрузочной характеристики возбудителя /3/.

Зависимость между Э.Д.С. генератора возбудителя НБ 436Б от по­зиции регулирования показана на рис. 7.2. Она представляет собой семейство характеристик для разных токов рекуперации.

В соответствии с рис. 7.2 можно определить ток возбудителя (см.рис. 7.1) на любой позиции из следующего выражения:

А, (7.2)

где Е_г - см. рис. 7.2, В.

Другие составляющие (7.2) смотри в (7.1). Например, для того, чтобы определить I_в на 10 позиции при токе рекуперации I_p = 300А, на рис. 7.2 провести вертикаль, соответствующую 10 позиции,

до пересечения с линией зависимости Е_г =f(N) для тока I_p =300 А и по положению точки пересечения определить Е_г . Подставив значение Е_г в (7.2), определим I_в.

При этом ток, проходящий в обмотке возбуждения двигателя I_ОВ (см. рис. 7.1), составит:

А, (7.3)

где I_в – см. (7.2);

в - количество параллельных цепей обмоток возбуждения.