Электровозы переменного тока со статическими преобразователями - Тихменев Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
_ скоростей. При этом достаточно огра-
T ' I 1 ничиться регулированием возбужде-
-*----ния, а якорь каждого двигателя вклю-
Рис. 128 чить на самостоятельное тормозное
сопротивление. Упрощенная схема реостатного торможения этого типа представлена на рис. 128.
К известным недостаткам реостатного торможения на электровозах переменного тока добавляется еще необходимость установки тормозных сопротивлений, которые на электровозах постоянного тока комбинируются с пусковыми.
§ 2. РЕКУПЕРАТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ
Осуществление рекуперативного торможения на выпрямительных электровозах связано с преобразованием постоянного тока тяговых двигателей, работающих генераторами, в переменный ток, т. е. с инверторным режимом работы выпрямителя.
Как известно, инверторный режим может быть получен соответствующим изменением угла зажигания вентилей.
При рассмотрении процесса регулирования напряжения в двух-вентильной схеме по рис. 1 было выяснено, что от начала полупериода и до момента зажигания вентиля другой фазы, т. е. 174
при mt < ?, выпрямленное напряжение имеет отрицательный знак (рис. 5, а). В этой части полупериода ток протекает под воздействием э. д. с. самоиндукции Le ~ против э. д. с. трансформатора и, следовательно, здесь имеет место передача энергии в обратном направлении-из цепи выпрямленного тока в сеть переменного тока. В следующей части полупериода, когда выпрямленное напряжение становится положительным, ток протекает в направлении э. д. с. трансформатора, и энергия поступает из сети переменного тока в цепь выпрямленного. Пока угол ? < тг/2, преобладает прямое направление энергии - из сети переменного тока в цепь
постоянного тока. При ?>Tr/2, как это ясно из рис. 129,""постоянная составляющая выпрямленного напряжения имеет обратный знак, и ток, который вследствие вентильного свойства выпрямителя не может изменить своего направления, будет протекать лишь при условии, что двигатели имеют обратную, по сравнению с тяговым режимом, полярность (рис. 130) и работают в генераторном режиме.
Таким образом, для перехода на рекуперативное торможение тяговые двигатели электровоза должны быть переведены в генераторный режим при обратной полярности, а угол зажигания вентилей должен быть более 90°.
Кроме того, для обеспечения нормального процесса инвертирования угол ? не должен быть больше определенной величины, при которой процесс коммутации полностью заканчивается в пределах данного полупериода - до прохождения кривой напряжения через нуль.
Действительно, в инверторном режиме выпрямленный-ток протекает против э. д. с. обмотки трансформатора и, как это ясно из рис. 130, у вентиля, не проводящего ток в данный полупериод, потенциал анода выше потенциала катода, т. е. он удерживает не обратное, а прямое напряжение, и коммутация может начаться в любой момент при отпирании сетки этого вентиля. Это, однако, имеет место только до конца полупериода. Если коммутация не закончится к концу полупериода, то начнется обратная коммутация, и в следующий полупериод ток будет протекат ь в обмотке трансфер-
матора согласованно с э. д. е., т. е. возникнет короткое замыкание последовательно соединенных выпрямителей и тяговых двигателей, работающих' генераторами.
Для тока коммутации в инверторном режиме справедливы выражения (57) и (65). Отличие заключается только в том, что угол 6>7г/2 и, если при тяговом режиме с увеличением wt diK Vm .
^j-j = ~ sin wt увеличивается, т. е. процесс коммутации ускоряется, то при инверторном diK
режиме падает, т. е.
процесс коммутации постепенно замедляется (рис. 131).
Для тока трансформатора справедливы выражения (58) и (66), а для окончания коммутации справедливы выражения (59) и (68).
Условием нормального протекания инверторного режима является
? + Y<* и предельный угол зажигания равен
?0 = T - Y0.
Из выражения (58) COsp0 = -I + 2 ~ Ie, (188)
или
cos-го= 1-2^, (189)
1X
т. е. угол перекрытия при предельных условиях равен углу перекрытия в тяговом режимі, когда отсутствует сеточное регулирование. Этот результат можно было ожидать, так как в инверторном режиме во время коммутации тот же процесс развивается в обратном порядке.
Режим работы выпрямителя с углом регулирования ?0 и перекрытия "fa наиболее выгоден по величине коэффициента мощности электровоза, пульсации выпрямленного тока, а также индуктивному влиянию на линии связи. Однако создать такой режим полностью невозможно, а приближение к нему связано с некоторыми трудностями.
Так же как при тяговом режиме, угол перекрытия зависит от нагрузки выпрямителя и величины индуктивности цепи переменного тока X, т. е. от расстояния между электровозом 176
и подстанцией. Поэтому угол ? должен быть выбран минимальным, исходя из предельного условия P = Po = Tt - уо, для наибольшей возможной нагрузки и наибольшего значения X. Необходимо также учитывать возможность параллельной работы, например, двух электровозов в инверторном режиме, при которой угол у еще более увеличивается, так как приведенное значение Хп-\-Хст для одного электровоза удваивается. Однако выбранный таким образом угол р0 будет мал, a ^0 излишне велик для нормальных условий работы. Коммутация в этих условиях будет заканчиваться с большим запасом по углу, и выпрямитель будет работать далеко не в оптимальном режиме.
