2.4. Сглаживающий реактор

Индуктивность сглаживающего реактора определяется из условия обеспечения заданной пульсации выпрямленного тока в цепи тяговых двигателей. Коэффициент пульсации выпрямленного тока , равный отношению амплитуды пульсации к среднему значению выпрямленного тока, обычно принимается в пределах от 0,20 – 0,25. При больших значениях ухудшается коммутация тяговых двигателей, а реализация меньших значений требует существенного увеличения габаритов реактора.

2.4.1. Индуктивное сопротивление цепи выпрямленного тока

в номинальном режиме и при частоте :

. (2.17)

х_d=(0,67·1·1200)/(0,2·670·4)= 1,5 Ом

2.4.2. Индуктивное сопротивление реактора

в номинальном режиме принимается равным

. (2.18)

X_р=0,95·1,5·2=2,85 Ом

Здесь – число сглаживающих реакторов на ЭПС = 2.

Принято, что индуктивное сопротивление обмоток тягового двигателя составляет около 5 % от индуктивного сопротивления цепи выпрямленного тока .

2.4.3. Индуктивность сглаживающего реактора в номинальном режиме

. (2.19)

L_p=2,85(4·π·50)=0,0045 Гн

2.4.4. Сопротивление реактора постоянному току

, (2.20),

r_p=2,85/280=0,01 Ом

где – добротность реактора, которую в предварительных расчетах принимают равной 280 при частоте 100 Гц.

2.4.5. Сопротивление реактора постоянному току,

приведенное ко всем параллельным ветвям тяговых двигателей

. (2.21)

r_рп=0,01/2=0,005 Ом

2.4.6. Масса реактора

, (2.22)

т_р=0,12·(2·750)·0,045/2=4,05 кг

где кг/Дж при медной обмотке и кг/Дж - при алюминиевой.

Масса реактора, полученная после его конструктивной разработки, отличается от предварительного значения, определенного по формуле (2.25), не более чем на 20 %.

2.5 Напряжение на вторичной обмотке трансформатора

определяют по условию, чтобы на последней позиции регулирования при номинальном выпрямленном токе напряжение на тяговых двигателях равнялось номинальному .

При этом

2.5.1. среднее выпрямленное напряжение холостого хода будет равно

, (2.23)

где – падение напряжения в преобразователе на последней позиции регулирования при номинальном токе.

Основной составляющей является падение напряжения, обусловленное процессом коммутации, так как на интервале коммутации выпрямленное напряжение практически равно нулю. Угол коммутации, в свою очередь, определяется приведенным к вторичной обмотке индуктивным сопротивлением трансформатора и током нагрузки . К остальной части относят падение напряжения в активных сопротивлениях обмоток трансформатора, переходных, сглаживающих и токоограничивающих реакторов.

Для обычных значений коэффициента пульсации выпрямленного тока при номинальном режиме работы ТЭД

, (2.24)

Где .

В (2.24) – суммарное пороговое падение напряжения в полупроводниковых приборах выпрямителя.

При расчете принимают = 4 – 5 В.

R_экв=0,7·0,053+0,67·0,0074+1,04·0,005=0,04 Ом

U_прн=4·670·0,04+5=112 В

U_доп=1·1200+112=1312 В

2.5.2. Действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора

U_2но=1312/0,9=1457 В

Номинальное напряжение вспомогательных машин электровозов принимается равным В. Номинальное напряжение цепей отопления В.

Для определения коэффициента трансформации и соотношения числа витков обмоток необходимо определить напряжения холостого хода этих обмоток при номинальном напряжении в контактной сети. Потеря напряжения в этих обмотках при номинальной нагрузке трансформатора составляет около 5%.

и .

U_вспо = 399 В и U_ото = 3150 В

2.6 Номинальный ток первичной обмотки трансформатора, потребляемый из сети:

, (2.25)

где – номинальное напряжение контактной сети;

– КПД трансформатора; .

I_эн=4137,5/(1200·0,98)=168,8 А

(2.31)