2. Структурная, функциональная схема сар напряжения вспомогательного генератора с применением магнитных усилителей , ее характеристики и описание работы

Вспомогательные генераторы при пуске дизеля получа­ют независимое возбуждение от аккумуляторной батареи. После начала работы они переходят на самовозбуждение (параллельное). В цепи возбуждения вспомогательного генератора или стартер-генератора включен регулятор напряжения, который поддерживает постоянным напряжение в цепях управления независимо от позиции КМ или тока нагрузки.

Регуляторы напряжения выполняются как контактными (марки ТРН-1, СРН-7), так и бесконтактными (БРН-ЗВ, РНТ-6, ТРВ-2 и др.). Функциональная схема включения регулятора напряжения в цепи возбуждения вспомогатель­ного генератора представлена на рис.6.

Структурная схема показана на рис.7.

Рис. 6. Принципиальная схема включения регулятора напряжения в цепи возбуждения вспомогатель­ного генератора

6.

3. Выбор основных параметров магнитных усилителей и их расчет

Проектируемые для тепловозных систем автоматики магнитные усилители рассчитываются после того, как выбраны или определены сопрягаемые с ними элементы, т. е когда известны параметры входа и выхода МУ.. При этом принимается источник переменного тока с частотой / = 400 Гц, который будет устанавливаться на перспективных тепловозах. Трансформатор постоян­ного напряжения является чувствительным элементом в системе автоматическо­го регулирования (САР) генератора. Входной величиной для него является на­пряжение генератора, а выходной — сигнал по напряжению в виде тока ТПН, подаваемого в селективный узел.

Необходимо рассчитать ТПН, обеспечивающий совместно с ТПТ селектив­ную внешнюю характеристику генератора, ограниченную координатами: U_{г max}=675 В; I_{г min}=3750 A; U_{г min}=350 В; I_{г max}=6000 А.

Исходные данные для расчета: R_н = 5 Ом; I_{н max}=2,7 А; I_{н min}=1,4 А; Ry = 400 Ом; I_{y max} =1,7 А; f = 400 Гц.

1. Коэффициент трансформации ТПН

K_TH= =

Так как коэффициент усиления по току небольшой

K_I= = 0,78

то принимается схема ТПН без обратной связи.

Определим мощность нагрузки Р_н = (I_{н max})²R_н= (1,7)²*5 = 36,5 Вт.

Принимаем сердечник тороидальной формы из ленточного железоникелевого сплава 79НМ с индукцией В_м0 = 0,6 Т. Толщина ленточного материала :

h_л= 0,1 мм.

2. По величинам I_{н mах} = 2,7 А и U_{н mах}= 1,57 • 2,7 • 5 = 21,2 В для выпря­мителя выбираем диоды типа Д214 с параметрами: I_пр = 5 А; U_обр= 100 В; U_пр= 1 В; R_пр = 0,12 Ом; R_обр = 33,3 кОм.

Количество диодов в плечах моста :

n= m=

Принимаем n = 1 и m = 1, всего диодов 4 шт.

2. Ток насыщения I_наc = 1,3 • 2,7 = 3,8 А. Прямое сопротивление выпрямителя :

R_{пр нас}=2*1*( = 0,76 Ом.

Напряжение питания :

U_пит= 1,11 • 3,8 *(1,3 *5 + 0,76) = 30,5 В.

Принимаем: k_c = 0,9; k₀ = 0,25; п = 1,0; j = 3 А/мм².

Габаритный показатель :

G=S_C S₀= =10,5 см⁴.

Выбираем сердечник тороидальный типа OJI 40/56 -16: D = 56 мм; d = 40 мм; b = 16 мм; b_с = 15 см; S_c = 1,28 см²; S₀ = 12,5 см².

5. Число витков рабочей обмотки и ее параметры:

ω_р=

q_р= ²; d_р= =1,08 мм.

Принимаем: провод ПЭВ-2; q_p = 0,916 мм²; d_p = 1,08 мм;

h_р= ; l_вр=56-40+2*16+4*6=72 мм

R_po=0.0175* 0,35 Ом; R_р = 5 + 2*0,35 = 5,7 Ом.

6. Число витков обмотки управления и ее параметры:

w_y = = 400 витков;

q_y= мм^2, принимаем провод марки ПЭВ-2 и

находим ближайшее большее значение: q_y = 0,581 мм²; dy = 0,86 мм;

h_y= мм;

l_ву = 56—40 + 4*16+12*6 + 4*6,15 = 246 мм;

R_oy=0.0175* = 2,9 Ом.

Проверим условие размещения обмоток в окне сердечника:

Σωq= 250*0,916 + 400*0,581 = 461 мм²; 461 > 0,25 ,

т. е. размещение обмоток не обеспечивается. Принимаем сердечник ОЛ50/66-16.

7. Основные показатели ТПН :

k_I=400/250=1.6; k_U=

k_p = k_I* k_U=1.6*2.75=4.4; T_y= c.

Сравним по быстродействию проектируемый ТПН с серийным типа ТПН-ЗА

T_y^сер= с.

Очевидно, увеличение частоты питания до 400 Гц в пять раз повышает бы­стродействие ТПН.