Файл: Бирзниекс, Л. В. Импульсные преобразователи постоянного тока.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 151

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Средние значения

напряжений и

Токов

в Схемах на

рис. 4-1

Вели­

 

0 <

7 < 1

 

 

 

 

 

чина

 

 

1 = 0

 

11

О

и

£

 

1 — Y

Е

- / Л

 

Е -

21Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

і л

Е - І Л

 

2 ( £ — 2 / Л )

 

1 — Y

 

( 1 - Л ) 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

В о

 

1 - Y

E - ( R + R 0) /„

2 E - { W + R 0) / 0

 

 

 

 

\ (1 — у ) 2 + ^ о ] 7»

 

 

 

 

 

* = ' и

 

/ .

 

 

/о

 

2 / „

 

1 - Y

 

 

 

 

 

 

/ в

тѴ -

 

0

 

/о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я :

I. U отрицательных значения не имеет.

 

4-1,а равно

2. Напряжение накопительного конденсатора UCq в

схеме на рис.

ления весьма существенно влияют на среднее значение выходного напряжения и поэтому пренебречь ими нельзя.

На рис. 4-3 показаны

кривые зависимостей (4-4) —

(4-8)

при UROi = IQR0/E = 0,l, URм* = 0 (непрерывные ли­

нии)

и Urm„ — I0R/E = 0,1

(прерывистые линии). Из этого

рисунка следует, что если падение напряжения на оми­

ческом сопротивлении источника

питания в начале про­

цесса регулирования составляет

10% (т. е.

С/Нм* = 0,1),

то выходное напряжение можно

повысить

только до

2,5-кратного значения по отношению к э. д. с. источника питания.

На рис. 4-4 в качестве иллюстрации показаны зави­ симости выходного напряжения от коэффициента запол­ нения при разных значениях начального падения напря­ жения на омическом сопротивлении источника питания

0,05; 0,10; 0,15; 0,2; 0,25.

92

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4-1

г = 1

 

R = о

 

 

 

Яо = 0

R =До= 0

0

 

Е

 

 

 

 

/оR

Е

(см. примечание

1 )

 

 

Ь

 

I — Y

 

 

 

 

 

Неопределенное

 

Е

 

 

Е

 

І Л

Е

 

1 - Y

 

 

1 — Y

 

О - Y ) 2

1 — Y

 

 

 

 

 

То же

Е

 

г

’

Е

 

/ Л

Е

 

1 — Y

( 1 - Y ) 2

1 — Y

1 __ Y

 

0

СО

 

 

 

 

 

/о

 

 

 

 

 

 

1

-

Y

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

 

 

 

t

/

 

 

 

 

 

1

— Y у°

 

Uq— l//(I — ?), а в схеме на рис. 4-1,6 Uqq = Н0— U = t/f/ ( I —т)•

 

Исследуя функцию (4-6) на максимум, т. е. опреде­

ляя производную

 

 

 

 

 

 

 

 

dU0*

 

 

1

 

 

 

 

 

dl

— (I — Y)2

(1 - f ) 3

V

и приравнивая ее нулю

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2^Ям‘

_

о

 

(1 — Тм )2 ~ ' ( і - Т м) 3

можно показать, что коэффициент заполнения ум, при котором выходное напряжение максимально £/оМакс*, иа_ ходится в следующей зависимости от UЛм*:

уи=1 —2£/ям.= 1—2IoRIE.

(4-10)

Подставляя это значение коэффициента

заполнения

в (4-6), находим, что

 

E/OMa«c.=0,25/yH„*= £ /4 /o Ä ,

(4-11)

 

93

ИЛ И

^Омакс—-S'2/4/оЙ.

Из этой зависимости следует, что повышение выход­

ного напряжения

возможно

только

в

случае,

если

па-

 

 

 

чальное

падение

напряже­

 

 

 

ния на омическом

сопротив­

 

 

 

лении источника питания не

 

 

 

превышает 25% э д. с.

ис­

 

 

 

точника питания, а 10-крат­

 

 

 

ное повышение напряжения

 

 

 

можно получить, если это

 

 

 

падение

напряжения

равно

 

 

 

2,5% э. д. с. источника пи­

 

 

 

тания (рис. 4-5).

 

 

 

 

 

 

При этом необходимо от­

 

 

 

метить, что если от одного

Рмс. 4-3. Зависимости средних

источника

питания с сопро­

значений токов и напряжении

тивлением R питаются не­

(в относительных единицах) от

сколько

(т)

параллельных

коэффициента заполнения

при

цепей (как это имеет место,

отсутствии (непрерывные кри­

вые) и наличии (прерывистые

например, на электропо-

кривые) омического сопротив­

движиом составе), то паде­

ления в цепи источника пита­

ние

напряжения

UHM* уве­

ния.

 

 

личивается в т раз.

 

 

 

 

 

В этом случае в выраже-

 

 

 

пнях

(4-4) —(4-8)

к величи­

 

 

 

не Uим* добавляется мно­

 

 

 

житель т п, например, вы­

 

 

 

ражение

(4-6)

с учетом,

что

 

 

 

Uity\*= IoR/E,

может

быть

 

 

 

представлено

как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

mI0R/E

 

 

 

 

или

 

 

 

 

(1 -г )2

’

 

 

 

 

__!_______ /о*

 

 

 

 

и*

 

 

 

 

1— у

(1-Y)2

’

 

 

 

 

 

Рнс. 4-4. Зависимость среднего

где

 

 

 

 

 

(4-12)

значения выходного

напряже­

 

 

 

 

 

 

 

ния преобразователя

(в относи­

 

 

Т

__ . ШІЛ

 

 

тельных единицах) от коэффи­

 

 

о*

е /R '

 

 

циента заполнения при разных

 

 

 

 

 

 

 

 

относительных величинах

оми­

Выражение (4-12)

может

ческого сопротивления в

цепи

быть

использовано для

по-

источника питания.

 

 

94

строения внешних (нагрузочных) характеристик преоб­ разователя при разных коэффициентах заполнения. Эти характеристики показаны на рис. 4-6. Из них следует, что чем больше выходное напряжение U0... и соответст­ венно коэффициент заполнения у, тем мягче внешняя характеристика преобразователя. Это в отдельных слу­

чаях может способтюствовать

 

 

 

 

 

 

 

защите

тяговых

двигателей

 

 

 

 

 

 

 

при круговом огне на коллек­

 

 

 

 

 

 

 

торе, так 'как, например, при

 

 

 

 

 

 

 

коэффициенте

 

заполнения

 

 

 

 

 

 

 

у = 0,8,

 

когда

выходное

на­

 

 

 

 

 

 

 

пряжение

в

5

раз

больше

 

 

 

 

 

 

 

э. д. с.

источника питания, ток

 

 

 

 

 

 

 

на выходе импульсного пре­

 

 

 

 

 

 

 

образователя /о не может

 

 

 

 

 

 

 

быть больше 20% тока ко­

 

 

 

 

 

 

 

роткого замыкания

источни­

 

 

 

 

 

 

 

ка питания EjnvR (рис. 4-6).

 

 

 

 

 

 

 

Анализируемые схемы на

Рис.

4-5. Зависимость макси­

рис. 4-1,а, б,

соответствую­

мально

возможного

выходного

щая им расчетная схема за­

напряжения

преобразователя

мещения на рис. 4-2 и выра­

и

коэффициента

заполнения,

при котором выходное напря­

жения в табл. 4-1 относятся

жение максимально от относи­

также к случаю импульсно­

тельной

величины

омического

го рекуперативного или рео­

сопротивления в цепи источни­

статного торможения, когда

ка

питания.

 

 

 

входное напряжение меньше’

 

 

 

 

 

 

 

выходного

напряжения

U0.

 

н *

 

 

 

 

В этом

случае

в

схемах на

 

 

 

 

 

рис. 4-1,а,

б и 4-2: Е — э. д. с.

 

V

=0,8

 

 

 

двигателей,

работающих в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

генераторном

 

(тормозном)

 

 

 

 

 

режиме;

R — омическое

со­

 

^ 6 \

 

 

 

 

противление

цепи

двигате­

 

 

■-

 

 

 

лей;

/ — ток

 

двигателей;

 

 

 

 

 

Ео — э. д. с. приемника энер­

 

 

 

 

 

 

 

гии (контактной

сети

или

 

f

r

 

 

 

Iff*

аккумуляторной

батареи);

 

 

 

 

 

 

Ro — омическое

сопротивле­

О

 

0.1

0,2

0,3

0,4 0,1

ние цепи приемника энергии;

Рис. 4-6. Внешние характери­

/о —ток

приемника

энергии.

В отличие от предыдуще­

стики

импульсного

преобразо­

вателя

при

разных

значениях

го случая,

когда

в расчетах

коэффициента заполнения.

95

известными являются э. д. с. источника питания Е и за­ данный пусковой ток тяговых двигателей, а определяе­ мыми— ток источника питания I, выходное напряжение Uо и э. д. с. двигателей Е0, в этом случае в качестве из­ вестных могут быть приняты противо-э. д. с. приемника энергии Е0 и заданный тормозной ток двигателей /, а искомыми функциями можно считать зависимости тока приемника энергии І0, выходного напряжения U0 и э. д. с. двигателей Е от коэффициента заполнения у.

Зависимость тока

приемника энергии / 0

от у, так же

как в предыдущем

случае, определяется

выражением

(4-1), т. е. /0= (1—у)/, а зависимость выходного напря­ жения от коэффициента заполнения согласно схеме за­

мещения

(рис. 4-2) может быть представлена

как

 

t/ 0 = £o+/otfo = £ o + (l—y)IRo-

(4-13)

Электродвижущую силу двигателей Е соответственно

с учетом

(4-2) и (4-13) можно выразить как

 

 

£ = [/+ //? = (1 —-у) (/<,+//? =

 

 

= I R + ( \ —y)E0+ ( \ - y ) 4 R 0.

(4-14)

Вслучае, когда па общий приемник энергии работает

тпараллельных цепей двигателей, падение напряжения в омическом сопротивлении приемника !Raувеличивается в т раз и, следовательно, выражения (4-13) и (4-14) имеют вид:

£/„= £„+(1—y)tnIRo',

(4-15)

E = I R + ( \ —y)E0+ (l - y )* m IR 0,

(4-16)

а выражение (4-1)

/0 = ( 1 - у ) т / .

(4-17)

В некоторых случаях при рекуперативно-реостатном торможении с последовательно включенным омическим сопротивлением с целью ограничения напряжения на коллекторах генерирующих машин сопротивление Ra не должно превышать определенное значение, которое мо­ жет быть найдено из (4-16) при у = 0 как

Яодод= і г ( E™ ^ ° - - R y

(4-18)

96

В

качестве

примера

 

 

 

 

 

А

рассмотрим

четыре

ха­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mo

рактерных варианта реку­

 

 

 

 

 

перативного,

 

рекупера­

 

 

 

 

 

 

тивно-реостатного и рео­

 

 

 

 

 

1200

статного торможения, ко­

 

 

 

 

 

 

торые, в частности, могут

 

 

 

 

 

soo

иметь место на контактно­

 

 

 

 

 

 

аккумуляторном

элек­

 

 

 

 

 

m

тропоезде типа ЭР2-А6.

 

 

 

 

 

 

На

этом

поезде

с

о

0.2

 

ом

ом

1,0

шестью

параллельными

0,4

цепями

тяговых двигате­

Рис. 4-7. Зависимости выходного

лей при помощи тиристор­

напряжения <Uo

(непрерывные ли­

ных импульсных преобра­

нии) и выходного тока Іо (преры­

зователей могут быть осу­

вистые линии) при рекуперативном

ществлены следующие ва­

торможении

на

контактную

сеть

рианты

электрического

(7),

аккумуляторную

батарею (2)

и при рекуперативно-реостатном

торможения.

 

 

 

(3)

и реостатном

(4)

торможении.

Вариант 1 — рекупе­ ративное торможение на контактную сеть, когда при­

ближенно можно принять, что -Ro=0 и согласно (4-15)

и (4-16)

Uo— E0;

E = I R + ( l —y)E0.

Вариант 2 — рекуперативное торможение на общую аккумуляторную батарею. В этом случае при т = 6 ; Ей=

 

 

 

 

 

=

2 500 В; 7? = 0,832 Ом;

/ =

 

—

 

 

 

=

200 А

и

£'доп=3 500

В,

 

Е 351 OB

 

 

 

омическое

сопротивление

 

 

 

 

 

аккумуляторной

батареи

Ro

 

 

4

 

 

по (4-18) не должно превы­

 

 

 

 

сить 0,7

Ом.

 

 

 

 

 

ЪС 2

■3

 

 

Вариант 3 — рекупера­

 

 

 

тивно-реостатное торможе­

 

 

 

к , ¥

ние двигателей каждого мо­

 

 

 

 

 

торного

вагона

( т = 2 )

на

 

 

108

 

аккумуляторную

батарею

 

 

 

одного

прицепного вагона

О

0.2

0,4

0.6

О.В 1,

с э. д. с. £ 0 = 833

В и после­

Рис. 4-8. Зависимости э. д. с.

довательно

включенным

ре­

зистором Ra= 6,3 ом.

 

генерирующих

машин

Е для

 

показанных на рис. 4-7 четырех

 

Вариант 4 — реостатное

случаев торможения.

 

торможение двигателей каж-

7—271

97

Смотрите также файлы