7.3. Напряжение и токи в элементах преобразователя

Плавное многозонное регулирование напряжения для любой конкретной схемы, в том числе для схем (рис.3.2 и 3.3), можно привести для выбранного момента регулирования к схеме двухзонного регулирования. Диаграммы напряжений инвертора, выпрямителя и токов в элементах преобразователей показаны соответственно на рис.20 и 19/6/.

В курсовом проекте студенту нужно изобразить: для электровоза с резистивным торможением - диаграммы выпрямленного напряжения во всех зонах регулирования; для электровоза с рекуперативным торможением - диаграммы напряжений инвертора во всех зонах регулирования. При этом для студентов, у которых последняя цифра студенческого билета (учебного шифра) нечетная принять угол регулирования α=60 эл.гр. для тех, у кого цифра четная - принять α=120 эл.гр. В качестве примера см. рис.13 /6/.

7.4. Внешние характеристики преобразователя

Внешней характеристикой преобразователя называют зависимость напряжения на выходе (для выпрямителя) и на входе (для инвертора) от тока. Она представляет собой прямую линию и может быть построена по двум точкам.

Удобно в качестве расчетных точек использовать режимы холостого хода ( ) и номинального тока ( ).

Напряжение холостого хода для выпрямителя определяется для указанного выше граничного режима регулирования из выражения /6/:

(7.4)

где - см. табл.7.1. для каждой зоны регулирования.

Напряжение выпрямителя при номинальном токе и опре­делится как /6/:

В, (7.5)

где - см. табл.7.2 для каждой зоны регулирования.

Для инвертора напряжение холостого хода при граничных условиях /6/:

В, (7.6)

где - см. задание.

Напряжение инвертора в номинальном режиме при составит 161:

В, (7.7)

где - см. табл.7.2 для каждой зоны.

Результаты расчетов по формулам (7.4), (7.5), (7.6) и (7.7) свести в табл.7.3.

Таблица 7.3

Расчетные значения внешних характеристик преобразователя по зонам регулирования

Зона регулирования		1	2	3	4
Выпрямитель	, В
	, В
Инвертор	, В
	, В

По данным табл.7.3 построить семейства внешних характеристик выпрямителя (рис.7.1) и инвертора (рис.7.2) в зависимости от тока тягового двигателя , причем предусмотреть интервал изменения тока .

8. Тяговые характеристики электровоза

Тяговой характеристикой называют зависимость силы тяги электровоза от скорости движения.

Скорость электровоза в режиме тяги определяет выражение /7/:

км/ч, (8.1)

где - напряжение на двигателе, В;

- ток якоря двигателя, А;

- см.(2.3), Ом;

- см. рис.2.1 В/км/ч.

При этом задаются рядом токов I, например, 200, 600..., 1800 А. Для каждого значения тока по рис.7.3 определяют для каждой зоны регулирования напряжения (см. задание). Для этих же токов с учетом находят ток возбуждения , для которых по рис.2.1 находят значения и по формуле (8.1) определяют ряд значения скорости, соответствующих заданным токам и зонам регулирования. Результаты расчета удобно представить в виде табл.8.1.

Таблица 8.1.

Расчетные данные тяговых характеристик электровоза при нормальном поле

Ток якоря двигателя , А			200	600	1000	1400	1800
Ток возбуждения , А			192	576	960	1344	1728
Удельная ЭДС , В/км/ч
Напряжение на двигателе , В	Зона регулирования	1
		2
		3
		4
Скорость V, км/ч	Зона регулирования	1
		2
		3
		4
Сила тяги для любой зоны регулирования , кН

Силу тяги электровоза с допущениями определяют из выражения:

кН, (8.2)

где m – количество тяговых двигателей на электровозе (см. задание);

-ток якоря двигателя, А;

- удельная ЭДС, В/км/ч;

- КПД зубчатой передачи /1/;

- КПД тягового двигателя /3/.

При этом задаются рядом значений , для которых находят токи возбуждения при , и значения удельной ЭДС по рис.2.1. Расчетные значения заносят в табл.8.1.

Для ослабленного поля тяговые характеристики электровоза рассчитывают также на основе (8.1) и (8.2). Задаются рядом для каждой ступени III находят .

А, (8.3)

где β - коэффициент ослабления поля (см. табл.2.2). Для найденного значения по рис.2.1 определяют . Затем по (8.1) и (8.2) находят соответственно V и .

Результаты расчетов заносят в табл.8.2.

Таблица 8.2

Расчетные данные тяговых характеристик электровоза при ослабленном поле

Ток якоря , А		200	600	1000	1400	1800
ОП1	Ток возбуждения , А
	Удельная ЭДС , В/км/ч
	Скорость V, км/ч
	Сила тяги , кН
ОП2	Ток возбуждения , А
	Удельная ЭДС , В/км/ч
	Скорость V, км/ч
	Сила тяги , кН
ОП3	Ток возбуждения , А
	Удельная ЭДС , В/км/ч
	Скорость V, км/ч
	Сила тяги , кН

Рис.8.1. Тяговые характеристики электровоза

По расчетным значениям из табл.8.1 и 8.2 строят тяговые характеристики электровоза, вид которых показан на рис.8.1.