Электровозы переменного тока со статическими преобразователями - Тихменев Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
133
составляющей выпрямленного тока. Если под кш понимать значение этого коэффициента для основной гармоники 100 гц, то для следующих гармоник 200, 300 гц и т. д. кш соответственно в два, три и т. д. раза меньше. Следовательно, если основная гармоника почти полностью ответвляется в шунт, то остальные гармоники еще эффективнее отводятся от обмотки возбуждения и практически полностью протекают через шунт.
Поэтому распределение переменной составляющей между обмоткой возбуждения двигателя и шунтом можно определять, полагая ее синусоидальной и имеющей частоту /100 = 100 гц.
Для тягового двигателя ДПЭ-400 в области нагрузок часового
йфе гс
режима -rj-ж 1,08- IO4 - и индуктивность обмотки возбуждения
UI ее G
ЛФ.
Ice = 2 PWoe 10-(r) = 2-2-67-1,08-104- 10~8 = 0,029 гн,
Ul Яд
где р - число пар полюсов и
Wce - число витков обмотки возбуждения одного полюса.
Тогда индуктивное со-*) I HJ 1 противление обмотки
Xoe = 2 TCjf100 Loe = 2-3,14 X X 100-0,029 = 18,2 ом,
а омическое сопротивление обмотки возбуждения этого двигателя
гое = 0,085 ом (при 75°С). При десятикратном
Рис. 85
сопротивлении шунта
тш = 0,85 ом
к,.
0,85
18,2
= 0,047,
и, следовательно.
L
0.047 In
т. е. переменная составляющая тока обмотки возбуждения не превышает 5% переменной составляющей тока якоря двигателя. При пульсации выпрямленного тока +30% пульсация тока возбуждения будет около ±1,5%.
В действительности, пульсация тока в обмотке возбуждения двигателя ДПЭ-400 в этих условиях достигает около 5%, что является следствием уменьшения индуктивного сопротивления обмотки под действием вихревых токов в остове.
Приближенно влияние вихревых токов можно представить как результат воздействия контура с активным сопротивлением гет, индуктивно связанного с обмоткой возбуждения двигателя
134.
(рис. 85, а). При наличии такой цепи сопротивление обмотки возбуждения Zm < Xce-
Тот же результат будет иметь место, если обмотку возбуждения с сопротивлением Xoe шунтировать омическим сопротивлением гвт (рис. 85,б), величина которого удовлетворяет равенству
г ВТ Xoe
-
Vr2bt + x2ce
Следовательно, влияние вихревых токов можно рассматривать как наличие внутреннего шунта, который, однако, отличается от внешнего шунта гш тем, что не оказывает влияния на распределение постоянных составляющих выпрямленного тока, т. е. не вызывает дополнительного ослабления поля двигателя.
Величины эквивалентных сопротивлений гвт и хов могут быть определены измерением Zoe и COStpce. Определив гвт, можно выяснить действительную пульсацию тока в обмотке возбуждения, потери на вихревые токи, величину трансформаторной э. д. с. и влияние на эти величины степени шунтирования обмотки возбуждения внешним шунтом.
Согласно (165) при гвт Ф °° (см. рис. 85,6)
1 пш + Ibt^I ПЯг (166)
причем
, гвт . квт j .
/пя = --Г--іпя (167)
г ш + г ВТ KmjT К ВТ
'BT =
Ul
Kui
ІПЯ = --т-- I пя, (168)
+ Гвт Кш + Kbt
Гвт
где Kbt= -.
Х0е
Согласно (164), учитывая, что общее сопротивление двух нтов равн возбуждения
шунтов равно Гш rfT , реактивная составляющая тока обмотки
гВТ~Г rUi
т __ ГщГвт J _ Kui Kbt . ., ?u,
хе - 77 w пя-Z Vloy)
(Гш + Гвт) Xoe Кш + Квт
Переменная составляющая тока в обмотке возбуждения
Jne = VJ^Txe = --3/4- VTT^ (17O)
Необходимо отметить, что это выражение является приближенным и справедливо только в области значений кш - 04-0,35. На рис. 86 приведены кривые изменения коэффициента при 1пя
или отношения в зависимости от степени шунтирования об-
' пя
135.
мотки возбуждения Kui. Из этих кривых следует, что переменная составляющая падает с уменьшением кш, т. е. величины шунтирующего сопротивления, причем непропорционально кш, как это имело место, когда вихревые токи не учитывались, а особенно интенсивно в области /сш<0,1.
Пользуясь выражением (170) или кривыми рис. 86, можно определить Kbt по величине действительной пульсации тока в обмотке возбуждения. Например, для двигателя ДПЭ-400 при шун-______тарований обмотки возбуждения десятикратным сопротивлением
Zee= 0,908/,
и, если пульсация тока7в обмотке возбуждения составляет ±5%, то
V"2 /яв = 0,05 • 0,908 /,
При гпульсации выпрямленного тока ±30%
Рис. 86
/", 0,05-0,908
In, ~ о,з
У^2|/пя = 0,311 Следовательно,
= 0,15.
При ~ = 0.15 и кшж0,05 по кривым рис. 86 кВт" 0,3 или,
I пя
точнее, из уравнения (170) - 0,32, что соответствует эквивалентному сопротивлению гBT= квтх0е = 0,32-18,2 = 5,82 ом.
Из семейства кривых рис. 86 следует также, что пульсация тока в обмотке возбуждения больше при малых величинах Квт, т. е. эквивалентного сопротивления цепи вихревых токов, что и должно иметь место. Это, однако, не означает, что при малых Твт больше пульсация магнитного потока и больше трансформаторная э. д. е., так как большая пульсация н. с. обмотки возбуждения компенсируется большей величиной н. с. вихревых токов. Пульсация магнитного потока определяется величиной э. д. с. самоиндукции обмотки возбуждения XoaIxe, а величина э. д. с. самоиндукции, приходящаяся на один виток обмотки возбуждения, практически равна трансформаторной э. д. е.,
