Электровозы переменного тока со статическими преобразователями - Тихменев Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Во время одиночного горения вентилей синусоидальное напряжение на токоприемнике электровоза уравновешивается э. д. с. самоиндукции обмоток трансформатора и цепи выпрямленного тока (рис. 11) и противо-э. д. с. тяговых двигателей, которая при принятых допущениях равна постоянной составляющей выпрямленного напряжения
Um sin Ut = Ue + (L +Le)^ • (74)
При этом мгновенное значение выпрямленного напряжения
die
ив = ^sincoif- L (75)
Процесс коммутации тока (перекрытие) начинается в момент, когда ие, т. е. напряжение между точками А и Б (рис. 43,о), уменьшается до нуля. Если индуктивность трансформатора L равна нулю или выпрямленный ток полностью сглажен,
т. е. - = 0, то ив = Um sin ш/ и начало коммутации совпадает
с началом каждого полупериода напряжения на токоприемнике электровоза. Если же L ф 0 и Le Ф ос, то в конце полупериода при wt = тг, хотя ?/"sinii>/ = 0, но
dh__Ue_
dt h+hB>
"4
а, следовательно,
ив = 0 +
Ue,
L+Le
т. е. еще не достигает нуля. Напряжение ив становится равным нулю, и начинается процесс коммутации при wt = к ? или для данного-полупериода при
wt = ?."
V.
/7-WWW^ в ! \ U^sLnwt ЦТ т
Рис. 43
После изменения направления напряжение трансформатора Um sin wt действует против выпрямленного тока іе (рис. 43, б) и
die __ Um sin wt -j- Ue
dt LA-Le
Тогда
Ue = - им sin ui/ + L L + Le-5
Следовательно, угол ?, при котором начинается коммутация, определяется равенством
Um sin ? - щ-j- (UM sin ? + Ue) = 0,
откуда
или
SinP =
sin ? =LUt L Ue X Ue
(76)
(77)
Le Um .Xe UM
(78)
Явление запаздывания начала коммутации на рис. 44 поясняется графически. Здесь штриховкой выделены ординаты, соответствующие э. д. с. самоиндукции, которая при конечных значениях L и
Le складывается из э. д. с. самоиндукции трансформатора L и 5 Зак. 2234
ft""/! OJt
э. д. с. самоиндукции цепи выпрямленного тока Le . Соответственно суммарная э. д. с. самоиндукции на рис. 44 делится пропорционально L и Le, и кривая 1-2-3 представляет кривую
выпрямленного напряжения ив = / (ш/), которая проходит через нуль со-сдвигом на угол ? по отношению к синусоидальному напряжению Um sinoi/ на токоприемнике электровоза.
Из этой диаграммы сле-
І tot дует, что при tot = ?:
UMsin$+Ue =-(L + Le)
die dt
Um sin ? = L ,
откуда можно получить приведенные выше соотношения.
Далее, в интервале ? а происходит про-
цесс коммутации тока, во время которого выпрямленное напряжение равно нулю. По окончании комму-Рис. 44 тации в цепь тяговых дви-
гателей вновь вводится напряжение трансформатора.
Формы выпрямленного напряжения в этом процессе и в рассмотренном выше регулировании с буферным контуром по рис. 7 сходны. Однако в данном случае кривая выпрямленного напряжения, хотя и изменяется по синусоиде (кривая 2-3 на рис. 44), но нулевая линия ее смещена и проходит через точку О. Последнее видно также из выражения (75), если в него подставить -значение
die UMsmwt - Ue
dt
L +Le
После подстановки получим
=FTZ^sintu'+ rh:u'
(79)
66
Здесь первый член представляет уравнение синусоидальной составляющей и второй - постоянной.
Этот же процесс можно принять подобным случаю двойного регулирования по рис. 10, считая, что выпрямленное напряжение изменяется по кривой 2'-3'-3-4. Отличие заключается в том, что во время одиночного горения в цепь введена суммарная индуктивность Le + L, а во время перекрытия в цепи выпрямленного тока остается только Le.
В связи с этими особенностями среднее выпрямленное напряжение для рассматриваемого случая не равно среднему значению части синусоиды Um sinutf, а приобретает более сложное выражение. Изменяются также другие зависимости - выражение для выпрямленного тока, эффективных значений токов и т. д.
Во время коммутации в рассматриваемом случае происходят два процесса: во-первых, процесс изменения по знаку переменного тока и, во-вторых, процесс падения тока в цепи тяговых двигателей, поскольку выпрямленное напряжение в это время равно нулю.
В цепи выпрямленного тока во время перекрытия:
(Ид _ _
du>t Х7
и
Ів = "e?- ^F-Ы- P)-Ae
В конце перекрытия ю/ = ос
і в = iea = і в? -- Щ- (а - ?), Ae
откуда
At8 = Iea-I1Q = -г,- Т.
A8
где 7 = а - ? - угол перекрытия (см рис. 44,6). В цепи переменного тока
di Um . , .
--J -J = -ггг Sin (й/ = ZtSinw/,
dm X
или, учитывая, что в начале коммутации значение переменного тока будет
і = - i"? -f Ix (cos ? - cos mt),
в конце перекрытия
U = - іеї + Ix (cos ? - cos a).
(80) (81)
= - f"p, текущее (82)
(83)
5Д 67.
В конце коммутации переменный ток становится равным току в цепи двигателей; т. е. U = /ва, а следовательно, из (80) и (83):'
2ie? = (cos ? - cos a) Ix + т
A8
2іва = (cos ? - cos cl) Ix Y -^r ,
Ae
или после подстановки значения Ue из (78) получим:
ів з = Y [cos ? - cos a + Y sin ?] Ix; (84)
і в* = Y [cos ? - cos a - у sin ?] (85)
Среднее значение тока за время перекрытия
