Электровозы переменного тока со статическими преобразователями - Тихменев Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
TZ
Для значений ?, превышающих некоторый угол P1, форма кривой э. д. с. самоиндукции изменяется и приобретает вид, изображенный на рис. 14, б. В этом случае
Дig = -J- Г (t/^sin otf - UЛ dwt,
wLe j
(26)
, 2 c^ 3 где Ue = - Um Si" ? и wt2 определяется из равенства
TT
причем
2
Um sin wt2 = -UM cos?,
TT
у Orf2 O-
Угол ?lr который является пограничным для этих двух случаев, может быть определен из равенства Orf1 = P1:
2
Um sin ?] = Um cos ?b
TT
tg?1== - и ?1 = 32°30'.
TT
Из выражений (21) и (26) может быть найдена зависимость ?J = Z(P). которая дана на рис. 15 кривой /, и с учетом (4) зависимость 8 = /(^-1, приведенная на рис. 16.
\Uдо )
Как видно из кривой рис. 16, коэффициент 8, а следовательно, и пульсация тока в этом случае резко возрастают с уменьшением выпрямленного напряжения, что является главным образом следствием протекания тока против напряжения трансформатора в начале каждого полупериода от wt = О до wt = ?.
Вторым характерным случаем является форма выпрямленного напряжения, приведенная на рис. 17, которая имеет место при регулировании напряжения сетками с буферным контуром.
Здесь при определении Me для значений угла GtO1 (Рис- а) также справедливо выражение (21), но угол UiZ1 находится из равенства
Um sinWt1 = Ug = 1+C0Sa Um . (27)
37
При а > (X1 (рис. 17, б) справедливо выражение (26), но u>fe определяется из равенства
Um sin Vt2= 1^cosa Uh . (28)
Пограннчный'угол ах находится из выражения
... 1 -f cos ax., Um sin (X1 = ---Um.
Откуда
Cosa1
2
TT2 + 1
o1 = 35° 12'
= 0,817,
Зависимости 5 = f (а) и b = f j для этой формы кривой
выпрямленного напряжения приведены на рис. 15 (кривая II) h рис. 18. Из кривой рис. 18 следует, что при буферном регулировании пульсация выпрямленного тока возрастает значительно меньше, чем в предыдущем случае, и, достигнув максимума при Ve = 0,75 Veo, уменьшается.
Выражения (21) и (26) справедливы также и для более общего случая искажения выпрямленного напряжения (рис. 19), для которого
fJ5
W
и:
cos ? -f- cos a
VM (29)
и соответственно углы OjZ1 и OiZ12 определяются из равенства
VM SinoiZ=
cos'? -f cos a
0,'S
VM.
і
0,5 Рис. 16
Ws/u?e
На рис. 15 приведено семейство кривых 8=/(а) при постоянных значениях угла ?. Эти кривые лежат выше кривой II (? - 0), причем начинаются от кривой I для схемы без нулевого
/ Ik
\ \
ил
к
CJts,
Рис. 17
вентиля, имея с ней общую точку при a = ?. Вправо они распространяются до a =H - ?, где Ve = 0. По форме все кривые совершенно одинаковы с кривой II и могут быть получены смещением последней вверх, причем каждое новое положение этой кривой соответствует такому значению угла ?, которое имеет их °ощая точка на кривой I.
39
По кривым рис. 15 можно для любой из рассмотренных форм выпрямленного напряжения найти величину 8 и определить пульсацию выпрямленного тока по формуле (24) или величину полной индуктивности цепи тяговых двигателей, необходимую для ограничения пульсации тока в заданных пределах.
Пульсация выпрямленного тока не оказывает влияния на среднее значение выпрямленного напряжения, а также на активную мощность, которая остается равной P =UeIe , с тем отличием, ¦ что под выпрямленным током Ie в этом случае понимается среднее значение или постоянная составляющая пульсирующего тока.
Необходимо, однако, иметь в виду, что это справедливо только при допущении, что Re = 0, а противо-э. д. с. тяговых двигателей не пульсирует, так как в этом случае
P = En І' ів dwt -- Ee Ie.
Хотя тяговое усилие пульсирует с частотой пульсации тока, но при постоянном магнитном потоке возбуждения среднее значение усилия тяги будет пропорционально постоянной составляющей тока в якорях двигателей, т. е. /в
Следовательно, пульсация выпрямленного тока не оказывает влияния на скоростную характеристику электровоза v = =f(Ie), а также на тяговую характеристи-
kyf=/(/e).
Однако пульсирующий ток имеет эффективное значение несколько большее, чем его постоянная составляющая, а следовательно, вызывает дополнительные потери и повышенный нагрев обмоток тяговых двигателей и сглаживающего реактора. Кроме того, пульсация выпрямленного тока изменяет форму кривой переменного тока в первичной обмотке трансформатора, оказывая влияние на коэффициент мощности электровоза.
Эффективное значение пульсирующего тока, равное
Рис. 19
h аф = Ie + Il
rAe I" - эффективное значение переменной составляющей, может быть определено по кривой пульсирующего тока Ze =f(u>t).
40
Для неискаженной формы выпрямленного напряжения
Um I . t SXji die = jr- I sin u>/ - - J do>t,
откуда, учитывая, что в данном случае, согласно рис. 12, /е = Ie при шt = 0, получим
где Ixe =
Xe •
Ів - Ie + (l -COSOJ/--- u>/) Ixb,
(30а)
Квадрат эффективного значения выпрямленного тока
п
I2e эф = ~ ^ Ie + ( 1 - cos ш* - ~ 0)/ j/jrt j dwt,
откуда
' в вф
или отношение
Ie вФ = ll + 5 Q ^2-lie = Il +0,02312xe,
