2.3. Тяговый трансформатор

Вследствие значительной массы тяговый трансформатор нагревается медленнее, чем тяговые электродвигатели. Поэтому кратковременные перегрузки тяговых двигателей не оказывают заметного влияния на установившуюся температуру обмоток трансформатора. Номинальную мощность тяговой обмотки электровозного трансформатора принимают равной суммарной номинальной мощности тяговых двигателей.

Работа трансформатора в цепях выпрямителей и инверторов характеризуется значительным отличием формы токов и напряжений от синусоиды. Активные материалы (медь и сталь) таких трансформаторов используются хуже, чем при синусоидальной форме токов и напряжений. Для учета этой специфики используют показатель, называемый типовой мощностью. Типовой мощностью однофазного трансформатора называют полусумму произведений напряжений холостого хода всех обмоток трансформатора на среднеквадратичные токи соответствующих обмоток при номинальной нагрузке.

При расчете типовой мощности обычно пренебрегают током холостого хода трансформатора, а также потерями в трансформаторе и выпрямителях.

Основные параметры трансформатора рассчитывают в следующем порядке.

2.3.1. Мощность тяговой обмотки трансформатора

, (2.13)

где – номинальная мощность тягового двигателя;

– число тяговых двигателей на одной секции электровоза;

– коэффициент типовой мощности трансформатора, т. е. отношение типовой мощности к номинальной выпрямленной мощности (таблица 2.5);

– отношение суммарной номинальной мощности тяговых двигателей к номинальной мощности тяговой обмотки трансформатора (для электровозов );

– КПД двигателя в номинальном режиме;

- напряжение короткого замыкания трансформатора в долях от номинального:

для регулирования на стороне НН ;

для регулирования на стороне ВН .

S_тяг= (750·4·1,11·1(1+0,7·0,1))/0,93=3831 кВт

Таблица 2.5

Система регулирования напряжения	Значения схемы выпрямления
	мостовой	с нулевым выводом
Со стороны низшего напряжения (НН) Со стороны высшего напряжения (ВН)	1,11 1,66	1,34 1,89

2.3.2. Мощность обмотки вспомогательных нужд

принимают равной 7,5 – 8,5 % от мощности тяговой обмотки.

S_всп = 0,08·3831=306,5 кВт·А

2.3.3. Мощность обмотки отопления

определяется из расчета 30 – 40 кВт на каждый пассажирский вагон. Число вагонов в пассажирском поезде принимается равным 20. Для грузовых электровозов обмотка отопления не требуется.

2.3.4. Типовая мощность трансформатора при номинальной нагрузке всех обмоток

(2.14)

Sтр = 3831+306,5+ 0 = 4137,5 кВт·А

2.3.5. Масса трансформатора, кг

,

где в кВ·А.

т_тр =10316 кг

2.3.6. Реактивное сопротивление обмоток трансформатора

в номинальном режиме (на последней позиции регулирования), приведенное к вторичной обмотке.

, (2.15)

где – число последовательно соединенных двигателей;

– число ветвей параллельно включенных двигателей;

– коэффициент выпрямления – отношение среднего выпрямленного напряжения к действующему значению напряжения на вторичной обмотке трансформатора. При однофазном выпрямлении .

х_тн =0,1·1·1200·(1+0,7·0,1)/(4·670·0,9)=0,5, Ом

2.3.7. Активное сопротивление обмоток трансформатора

в номинальном режиме, приведенное к вторичной обмотке, рассчитывают по активному падению напряжения, составляющему обычно 1,5 – 2 % от номинального напряжения.

. (2.16)

r_тн = (0,15·1·1200)/(4·670·0,9)=0,007, Ом