Электровозы переменного тока со статическими преобразователями - Тихменев Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Cos<p электровоза при работе выпрямителя с перекрытием может быть найден определением амплитуд составляющих первой гармоники тока.
Во время перекрытия ток трансформатора согласно (58) равен
і - - It + Ix(I-COSmt),
/ или
J I = Ie + (Ix - 2Ie) - Ix cos let.
Таким образом, несинусоидальный ток і при работе выпрямителя с перекрытием может рассматриваться состоящим из трех составляющих, приведенных на рис. 38. Для первой из них:
Рис. 38
"4 к
Iii = -Ie и Iu= 0;
для второй
60
= - 2/e)sinw/dw/ = ^r (lx - 2/e) (1 - cos ]f),
0
или, так как из (59):
9
L =
1 - cos 7
/' 4 Л
112 = -/? cos r
77
2 Lr о, 4 sin2y
r" 2 /г о/ \ , . , 4 Sin zy
112 = - \ (Ix - 2/e ) cos wt do)/ =----- Ie ;
7t } t 1 - cos у
0
для третьей:
г
7" 2 Г/ / . 4- А І 1 1 -cos2f ,
113 = - I (- Ix COS Ii)/) sin W <2ш/ -----r--- /"
я J ' n 1 - cos 7
" 1 sin 2y + 2y
= i_COST
Амплитудами этих составляющих определяется тангенс угла сдвига первой гармоники, который равен
S/1 1 -C0S2T* V ;
Можно предложить упрощенный] способ нахождения сдвига фаз по первой производной тока ^p Если в несинусоидальной
кривой /=/(о"/) содержатся составляющие м = ZiSinw/ и г'і = = Zі cos ш/, то в кривой, соответствующей первой производной
= f(wt), будут содержаться составляющие:
di. dwt
і і " ( , чс\
= Zi cosio/ =Z1 sin І ш/ + "2" I
," /
/ = Zi cos I ш/ -f ~2 I-
di\ .
-j-. = - Zi sin ш dwt
Таким образом, в кривой = f (wt) составляющие гармоники имеют те же величины амплитуд, но по фазе они смещены
61
•st
в направлении вращения векторов на угол а следовательно, величина tg<p не изменится и будет равна
tg? = -f ¦ 'і
Для рассматриваемого случая во время перекрытия di
dot
= Ix sin <01, di
di
а во время одиночного горения = 0, т. е. кривая =
= f (tuf) изображается отрезком синусоиды с амплитудой Ix (рис. 39). Таким образом, для нахождения tg 9 достаточно определить две амплитуды составляющих первой гармоники вместо шести при разложении действительной кривой тока:
/,.sin о)/ CoSwtduit
= 2^0-cos 2Т)/.= _ I - cos 2у j
TT (1 - COS 7) 8
Рис. 39
/
sin wt (- sin о it) dwt =
= Ll- Isin2r) I 2y sin27
Я У 2 sln^TJ 1X w(i_oosY)
В разложении взяты сомножители cos u>t вместо sin wt H --sin")/ вместо cos wt в связи с поворотом составляющих амплитуд на по направлению вращения векторов.
Из полученных значений 1\ и Ii
tg а __sin 2-у
¦ 1 -cos2T '
(73)
Этот способ ниже применен для нахождения сдвига фаз в более общем и сложном случае, когда процесс перекрытия сочетается
62
с пульсацией выпрямленного тока. Он пригоден также для определения амплитуд высших гармоник несииусоидального тока во всех случаях, когда производная функции оказывается более простой и не принимает значений^+ оо. Последнее имеет место в кривой
0
О Я SO Рис. 40
90
Ns
ч
/
J Щ Ц2 ЦЗ 0,1 OJSlBfix Рис. 41
тока при мгновенной коммутации, например, для кривых рис. 28.
, di
Если в отдельные моменты, = ± оо, то предварительно из
кривой і = f (wt) следует вычесть составляющую тока прямоугольной формы, как это было сделано, например, с кривой рис. 28.
На рис. 40 приведена зависимость cos<p от угла перекрытия f. найденная по выражению (73), а на рис <41 дана зависимость cos ф совместно cfV от величины Is
отношения j- ,
'X
Для схемы с нулевым выводом процесс коммутации отличается тем, что во время перекрытия в контуре действует напряжение двух фаз 2UMsin"/, и ток коммутации возрастает от 0 не до 2Ie, а до Ie, так как при этом в ранее действовавшей фазе ток Ie - ік= 0, а в фазе, вступающей в действие, ток достигает iK- Ie (рис. 42). Но индуктивное сопротивление трансформатора, отнесенное к двум фазам вторичной обмотки, в 4 раза больше, поэтому при равном значении их величина угла перекрытия в данном случае и в мостовой схеме одинакова. Следовательно, все приведенные выше выражения относятся и к схеме с нулевым выводом при условии, что X и Ix отнесены к числу витков
63
одной фазы. Исключение представляет эффективное значение тока для вторичной обмотки трансформатора, которое, если не учитывать процесса коммутации, в]/2 меньше, чем в случае мостовой схемы.
Нетрудно показать, что с учетом процесса перекрытия эффективный ток фазы вторичной обмотки трансформатора равен
h Yк1ф+кЛф. (73а)
§ 4. СОВМЕСТНОЕ ВЛИЯНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА И ИНДУКТИВНОСТИ ЦЕПИ ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА
Выше рассматривались процессы в схеме выпрямительного электровоза, которые имеют место, либо когда индуктивность трансформатора электровоза равна нулю, причем выяснялось влияние степени сглаживания выпрямленного тока, либо когда выпрямленный ток полностью сглажен, и при этом допущении рассматривалось влияние индуктивности трансформатора.
Рассмотрим процессы в схеме электровоза при конечных значениях индуктивностей в цепях переменного и выпрямленного токов, пренебрегая по-прежнему активными сопротивлениями. В этом Случае имеет место процесс коммутации тока в выпрямителе и пульсация выпрямленного тока в цепи тяговых двигателей, причем эти явления оказывают взаимное влияние.