Электровозы переменного тока со статическими преобразователями - Тихменев Б.Н.
Скачать (прямая ссылка):
При низких температурах окружающею воздуха такая система уступает рассмотренной выш^, Отсутствие стока воды в общий бак и большая поверхность охлаждения системы в нерабоче!/состоянии должны вызывать быстрое остывание воды и повышенный расход энергии на подготовку электровоза к поездной работе, Система исключает возможность работы на воде и требует применения антифриза с большим содержанием этиленгликиля, чтобы исключить замерзание жидкости при слабом течении ее через радиаторы. Кроме того, постоянное заполнение всей системы жидкостью затрудняют замену вентилей.
§ 6. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Вспомогательные машины на электровозах переменного тока могут быть выполнены или в виде коллекторных электродвигателей с прямым питанием их от вспомогательной обмотки трансформатора, или электродвигателей постоянного тока с питанием от отдельного полупроводникового выпрямителя низкого напряжения.
Целесообразнее применение асинхронных короткозамкнутых электродвигателей, как наиболее простых.
Короткозамкнутые асинхронные двигатели могут быть выполнены в виде конденсаторных электродвигателей с прямым питанием или в виде нормальных трехфазных с питанием от расщепителя фаз.
Конденсаторный двигатель обычно выполняется с двухфазной обмоткой в статоре. Одна из фаз, называемая главной, присоединяется непосредственно к вспомогательной обмотке трансформатора. а в цепь второй фазы (конденсаторной) включается емкость (рис. 199, а). На рис. 199, б приведена векторная диаграмма для конденсаторного двигателя, имеющего одинаковое число витков в главной и конденсаторной фазах при сдвиге тока в фазах на угол & = 45е. В этом режиме ток главной фазы I1 отстает от напряжения главной фазы U1, равного напряжению сети, на угол 45° Напряжение на емкости Uk отстает от тока в конденсаторной фа^е на угол 90°.
Если величина емкости соответствует соотношению
XkI = Vzu, (193;
где I - ток фазы при питании мгшины симметричным двухфа ным напряжением, то напряжение конденсаторной фйВы U2=U1= =U и смещено на 90°, т. е. обеспечивается симметрия фаз. 15 Зак. 2234 225
Линейный ток Iji находится в фазе с напряжением сети. Мощность, потребляемая двигателем, равна UI1 = У 2 UI, а мощность
конденсаторов UJ2= "j/2 UI равна мощности, потребляемой двигателем.
При постоянной величине емкости симметрия фаз имеет место в одной точке характеристики машины при некотором скольже-а) б)
нии, для которого в режиме симметричного двухфазного питания угол <р = 45°, если емкость выбрана в соответствии с равенством
рия нарушается. Можно получить симметричный режим в двух тичках круговой диаграммы -А и В (рис. 200), но для этого необходимо изменять величину емкости. Для точки А при токе /' необходима большая емкость, чем для точки В при меньшем токе /". Симметрия может быть получена выключением части емкости.
Соответствующим выбором чисел витков главной и конденсаторной фаз можно осуществить симметричный режим и при других значениях угла <р, т. е. в двух других точках круговой диаграммы. На рис. 201 приведена векторная диаграмма для двигателя, имеющего меньшее число витков в конденсаторной фазе, чем в главной. 2 26
В этом случае симметричный режим получается при угле ср,
і wa
для которого tg <р - ~ , где W1 и W2 - числа витков главной иг
конденсаторной фаз. При соотношении напряжений фаз U2 - ~ U1 tg tp мощность, подведенная к конденсаторной фазе, равна мощности главной фазы
P2 = U212 cos ср = U111 cos <р.
Мощность емкости Uk I2 - U111 CQS^ больше, чем при фазахс равным числом витков, а линейный ток опережает напряжение сети на угол 90° - 2<р. На круговой диаграмме (см. рис. 200) точки А' и В' симметричного режима смещаются соответственно новому значению угла tp.
При обратном соотношении чисел витков конденсаторной и главной фазы > 1 ] симметрия получается при <p]>45°, мощность емкости уменьшается, а линейный ток Ijt отстает от напряжения сети. На круговой диаграмме точки симметричного режима А" и В" смещаются в обратную сторону. Таким образом при постоянном соотношении чисел витков изменением емкости невозможно обеспечить симметрию как в рабочем режиме, для которого cos <р высок, так и в пусковом, когда cos<p имеет низкое значение.
При работе конденсаторного двигателя в несимметричном режиме в машине возникает эллиптическое поле и неравномерность нагрузки фаз, что вызывает повышенный нагрев обмоток машины и падение вращающего момента.
Для нормальной работы конденсаторного двигателя в качестве вспомогательной машины при удовлетворительном использовании типовой мощности необходимо обеспечить симметричный режим при работе машины и достаточный вращающий момент как при пуске, так и во всем диапазоне скольжений.
Первое требование может быть легко выполнено соответствующим выбором соотношения чисел витков и емкости, необходимой для симметричного режима во время работы машины для одного, например, номинального значения напряжений сети. При колебаниях напряжения происходит смещение режима от точки круговой диаграммы, применительно к которой подобраны соотношение витков фаз и рабочая емкость, а поэтому симметрия нарушается.
