Электровозы переменного тока со статическими преобразователями - Тихменев Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
сации Uno = 0,6. Из этой кривой, характеризующей влияние на формфактор величины X, следует, что наибольшую величину формфактор имеет при работе электровоза вблизи тяговой подстанции, когда плечо влияния минимально. С удалением электровоза от подстанции плечо влияния возрастает, но повышение мешающего влияния при этом смягчается снижением формфактора.
Поскольку уменьшение величины Ae /X, т. е. степени сглаживания выпрямленного тока, оказывает значительное влияние на величину формфактора только при малых значениях Ie /Ix , т. е. при работе электровоза вблизи подстанции и небольшом плече влияния улучшение формы кривой первичного тока за счет ослабления
125.
сглаживания выпрямленного тока (уменьшения Xe) или увеличения угла перекрытия (увеличения индуктивного сопротивления х трансформатора электровоза) нецелесообразно. При этом ухудшаются энергетические показатели электровоза, а влияние на линии связи снижается незначительно.
Кривые рис. 76 соответствуют выражению формфактора по формуле (158), т. е. относятся к случаю влияния на кабельные линии
Рис 77
связи. В воздушных линиях высшие гармоники тока сети индуктируют мешающие э.д.с., по величине возрастающие с частотой, благодаря чему формфактор более резко падает с увеличением отношения IeIIx- В этом случае сильнее сказывается ослабление высших гармоник первичного тока при меньшем сглаживании выпрямленного тока.
Для суждения о возможности искусственного подавления высших гармоник тока электровозов существенное значение имеет спектральный состав гармоник, который может быть показан
в виде кривых -Г- = ї(к) или ~ = f (к). Подобные кривые при-'1 'в ведены на рис. 77 для случая полного сглаживания выпрямленного тока при постоянных значениях угла перекрытия 0, 30 и 45°. Эти кривые позволяют оценить величину гармоник различ-126
ных частот в несинусоидальной кривои тока, но еще не характеризуют мешающего их влияния.
Об относительном мешающем влиянии гармоник можно судить
по кривым приведенных значений IOOp^ ~r--f (Л)> которые также
' в
для случая полного сглаживания выпрямленного тока и значений угла перекрытия 0, 30, 45 и 60° приведены на рис. 78. Из этих кривых еле- WQtgPf i"//B
дует, что для понижения мешающего, влияния выпрямительных электровозов в первую очередь необходимо подавлять гармоники низких частот. Так как мощность последних велика, то для эффективного ослабления мешающего влияния необходимы устройства относи тельно большой мощности.
Этот вывод, однако, справедлив лишь для влияния на кабельные линии связи. Для воздушных линий щее влияние характеризуется кривыми
100 PfKlк
Ie
1
/ r-lh
/
1 Y і\
S N
I k \
/ P^aa O0
г-к*
13 5
9 И 13
Рис. 78
15 П 19 21 К
относительное мешаю-приведенных значений
/(к), которые представлены на рис. 79. В данном
случае высшие гармоники тока, небольшие по величинам амплитуд, имеют относительно больший удельный вес в общем мешающем влиянии, а поэтому их подавление может иметь практическое значение.
'Так, в іСША на выпрямительных электровозах] испытывались устройства для подавления высших гармоник тока в виде реакторов в цепи вторичной обмотки трансформатора, повышающих индуктивное сопротивление цепи переменного тока и увеличивающих угол перекрытия; емкостных фильтров с омическими сопротивлениями для устранения резонансных колебаний (фильтры R-C), а также дополнительных контуров, сдвигающих по фазе токи двух половин сдвоенных электровозов. Однако необходимо иметь в виду, что в США выпрямительные электровозы используются только на электрифицированных железных дорогах переменного тока пониженной частоты 25 гц, что существенно облегчает подавление гармоник звуковых частот. Кроме того, на этих железных дорогах имеются воздушные линии связи, которые вызывают необходимость в снижении мешающего влияния электровозов.
В подобных условиях было целесообразно, пожертвовав повы-
127.
шенным коэффициентом мощности, увеличить посредством реакторов угол перекрытия и получить форму тока, подобную кривой при 50гц. Тогда спектры гармоник для электровозов 25 и 50 гц становятся подобными, но мощные гармоники низкого порядка при 25 гц имеют в два раза меньшую частоту, а следовательно, влияние их много слабее. Другими словами, спектр гармоник при частоте 25 гц смещается в область более низких частот, благодаря чему область частот наибольшего звукового воздействия соответствует более высоким и менее мощным гармоникам тока, подавление которых требует менее мощных подавляющих устройств.
Выше не принималось во внимание мешающее влияние токов собственных колебаний системы, возникающих под воздействием коммутации тока в выпрямителях электровозов.
Как было выяснено (см. стр. 114), частота этих коле-I J 5 7 9 11 ? 15 17 19 21 к баний в п раз превосходит Рис. 79 частоту напряжения сети,
причем в общем случае эта частота не кратна частоте сети (50 гц). Амплитуда тока собственных колебаний обратно пропорциональна п и пропорциональна скорости нарастания тока в момент окончания перекрытия согласно выражению (150).
