Регулирование частоты вращения якоря тягового двигателя и изменение направления его вращения
Способы регулирования частоты вращения якоря. Из формулы (1) следует, что частота вращения якоря двигателя постоянного тока зависит от питающего напряжения ?/, падения напряжения 1ягя в цепи обмотки якоря и магнитного потока Ф. Поэтому ее можно регулировать тремя способами:
изменением питающего напряжения 11\
включением реостата в цепь обмотки якоря;
изменением магнитного потока Ф.
Так как напряжение в контактной сети метрополитена постоянное, то изменить питающее напряжение тяговых двигателей можно их перегруппировкой. Для того чтобы получить минимальную скорость вагона, к каждому из четырех тяговых двигателей подводится минимальное напряжение, что обеспечивается тогда, когда двигатели соединены последовательно (рис. 48, а). При таком соединении напряжение, подводимое к одному двигателю, в 4 раза меньше напряжения в контактном рельсе.
Соединение тяговых двигателей 1-4 в две параллельные группы (рис. 48, б) по два последовательно включенных в каждой условно называют параллельным. В этом случае напряжение, подводимое к каждому двигателю, будет в 2 раза меньше напряжения в контактном рельсе, и частота вращения якоря двигателя увеличится вдвое по сравнению с частотой вращения при последовательном соединении.
При включении реостата напряжение питающей сети распределяется между тяговыми двигателями и реостатом. По мере выведения ступеней реостата увеличивается напряжение на зажимах двигателей и соответственно частота вращения якорей двигателей.
Такой способ регулирования прост и позволяет плавно изменять частоту вращения в широком диапазоне. Однако при этом возникают большие потери энергии в реостате.
Рис. 48. Схемы последовательного (а) и последовательно-параллельного (б) соединения тяговых двигателей
Для регулирования частоты вращения якоря изменением магнитного потока шунтируют обмотки главных полюсов — обмотки возбуждения (рис. 49, а). В этом случае параллельно обмоткам возбуждения включают резистор 7?ш, и через обмотку возбуждения будет протекать только часть тока обмотки якоря (другая часть этого тока в точке О ответвляется в шунтирующий резистор), что приводит к ослаблению возбуждения тягового двигателя и возрастанию частоты вращения его якоря.
Степень ослабления возбуждения зависит от сопротивления шунтирующего резистора. На подвижном составе метрополитена для плавного изменения частоты вращения якоря применяют несколько ступеней ослабления возбуждения.
Рассмотрим пример ослабления возбуждения двумя ступенями (рис. 49, б). При включении только контактора 7 образуется первая ступень, при которой параллельно обмотке возбуждения включаются две последовательно соединенные секции шунтирующего резистора. При включенных контакторах 7 и 2 получают вторую ступень ослабления возбуждения, при которой параллельно обмотке возбуждения включена одна секция шунтирующего резистора (вторая замкнута контактором 2).
Скоростные ходовые характеристики, показанные на рис. 50, соответствуют последовательному (С) и параллельному (77) соединениям тяговых двигателей с различными ступенями ослабления возбуждения. При полном возбуждении (#77) последовательно соединенных тяговых двигателей вагон имеет определенную скорость. Включив первую ступень ослабления возбуждения (ОП1), получают новую возросшую скорость движения. Второй ступени ослабления возбуждения (0772) соответствует еще одна скорость движения вагона при последовательном соединении тяговых двигателей. То же самое можно сделать и при параллельном соединении тяговых двигателей (77).
Если в тяговом режиме для увеличения частоты вращения якоря возбуждение тяговой машины уменьшают, то в тормозном режиме для уменьшения частоты вращения якоря возбуждение увеличивают.
Назначение индуктивного шунта. Обмотка возбуждения тягового двигателя обладает большой индуктивностью, поскольку через ее витки протекает большой ток, а сердечник имеет большую массу. В цепях же с большой индуктивностью при изменении или отключении тока и его последующем включении (например, при отрыве токоприемника от контактного рельса) возникает значительная э. д. с. самоиндукции. Так как э. д. с. направлена против тока и препятствует его протеканию по обмотке возбуждения, то большая часть тока пойдет по шунтирующему резистору, что приведет к нарушению принятого распределения токов 1 и /ш в параллельных ветвях и к недопустимому ослаблению магнитного потока тягового двигателя.
Для того чтобы избежать чрезмерного ослабления магнитного потока тягового двигателя при резком изменении тока, что может привести к возникновению кругового огня на коллекторе, последовательно с шунтирующим резистором включают катушку индуктивности ИШ, называемую индуктивным шунтом (рис. 49, в). Изменение тока в цепи двигателя будет вызывать возникновение э. д. с. самоиндукции как в обмотке возбуждения, так и в индуктивном шунте. При этом индуктивность шунта выбирают близкой к индуктивности обмотки возбуждения, чтобы э.д.с. самоиндукции не нарушала принятого распределения токов 1 и /ш между обмоткой возбуждения и шунтирующей цепью.
Изменение направления вращения якоря. Для изменения направления вращения якоря (реверсирования) двигателя нужно изменить или направление магнитного потока главных полюсов машины, или направление тока в обмотке якоря. Одновременное изменение магнитного потока и тока якоря не приведет к изменению направления вращения, в чем можно убедиться, применив правило левой руки.
Рис. 50. Скоростные характеристики тягового двигателя
Рис. 51 Схемы изменения направления вращения якоря тягового двигателя
Для упрощения силовых цепей реверсирование двигателей осуществляют, изменяя направление тока в обмотках якорей (рис. 51, а и б)
Реверсируют тяговые двигатели аппаратами, называемыми реверсорами, в которых в зависимости от задаваемого направления вращения включаются контакторы Вперед или Назад.
Контрольные вопросы 1. Какими способами регулируют частоту вращения якоря тягового двигателя?
2. Каким образом осуществляется ослабление возбуждения двигателя?
3. Какими способами можно менять напряжение на зажимах тягового двигателя?
4. Как изменяют направление вращения вала тягового двигателя?
Источник
Регулирование скорости вращения тягового двигателя.
Из формулы
можно вывести скорость вращения вала двигателя → n = ?
Из формулы вытекает, что скорость вращения вала двигателя можно изменять 3-мя способами (изменяя 3 параметра):
U 1). Изменением напряжения на двигатель.
R 2). Изменением сопротивления в цепи якоря.
Ф 3). Изменением магнитного потока.
На троллейбусе ЗиУ-9 установлен тяговый двигатель типа ДК-210А-3 смешанного возбуждения напряжением 550В, мощностью 110 КВт.
Скорость вращения якорей двигателей, а значит и скорость движения троллейбуса можно изменять только 2-мя способами:
Способ реостатного регулирования, т.е. изменением сопротивления в цепи якоря, что приводит к увеличению силы тока, протекающего в цепи якорей.
1. ступень — При пуске полностью вводиться пусковой и тормозной реостат, а затем
через 0,7 сек, выводится тормозной реостат.
2. ступень — ступенями выводится пусковой реостат.
Реостат – электрический аппарат, сопротивление которого можно изменять за счёт выведения его частей, т.е. уменьшения длинны проводника. Реостаты служат для регулирования тока в цепи.
Изменением магнитного потока.
В двигателях смешанного возбуждения магнитное поле создается шунтовыми и сериесными обмотками.
Для получения наименьшей скорости при пуске – включаются обе обмотки возбуждения.
Для увеличения скорости вращения двигателя – необходимо ослабить магнитное поле:
1 ступень — ослабление магнитного поля шунтовые обмотки.
2 ступень — ослабления магнитного поля сериесных обмоток – к цепи сериесных обмоток подключаются реостаты ослабления магнитного поля.
При этом ток в цепи якоря разделяется на две цепи: часть поступает на реостат ослабления поля и только часть попадает в сериесную обмотку возбуждения, тока в обмотке возбуждения станет меньше чем в якоре.
Эти действия приводит к процессу ослаблением магнитного поля обмоток возбуждения, и только за счёт этого скорость троллейбуса в итоге увеличивается в два раза.
Торможение двигателей постоянного тока
Для остановки вращения вала якоря тягового электродвигателя применяется принцип электродинамического реостатного торможения.
При электродинамическом реостатном торможении тормозное усилие реализуется самим тяговым двигателем, работающим в режиме генератора.
При этом производится преобразование кинетической энергии движения троллейбуса в электрическую энергию, которая гасится на тормозных реостатах.
Для перевода двигателя в генераторный режим работы необходимо сделать следующие переключения:
1). Вращающийся по инерции якорь, за счет запасённой кинетической энергии отключить от контактной сети ( V ≥ 10 км/час.) .
Замкнуть цепь обмоток якоря на тормозной реостат, создав тормозной контур.
Цепь шунтовых обмоток возбуждения подключить к контактной сети.
Увеличение тормозного эффекта производится за счёт усиления магнитного поля шунтовых обмоток возбуждения ТЭД (из цепи ШОВ выводится сопротивление Р24-Р14).
Получается генератор независимого возбуждения.
i
После отключения тягового двигателя от источника электропитания (контактной сети) троллейбус продолжает движение, за счет запасенной кинетической энергии разгона. Теперь колесная пара будут вращать вал якоря тягового двигателя.
Якорь вращается в магнитном поле (шунтовых отмоток возбуждения), и в обмотках якоря появляется Э.Д.С. индукции. Цепь якоря замкнута на тормозные реостаты и создана цепь тормозного контура, то по данной цепи потечет «тормозной» ток. Направление этого тока будет противоположно тяговому режиму.
Под воздействием Э.Д.С. индукции ток якоря изменяет направление (т.е. направление этого тока в якоре противоположно направлению току в тяговом режиме), и генераторный электромагнитный момент тормозит якорь ( появиться вращающий момент, который будет пытаться развернуть якорь, а вмести с ним и ось колесной пары в обратном направление). Правило PNи QI.
Вместе со снижением скорости вращения вала якоря уменьшаются Э.Д.С, ток в цепи якоря, так и тормозной момент.
Источник
Способы регулирования скорости и силы тяги
 |
Uk — напряжение на коллекторах электродвигателей,
С — постоянный коэффицент э.д.с.,
Rn — величина сопротивления пускового резистора,
Ф — магнитный поток электродвигателей.
R тэд — величина сопротивления обмоток тягового электродвигателя
1 Способ: постепенным уменьшением величины сопротивления пускового резистора, вводимого в цепь тяговых электродвигателей. Уменьшение величины сопротивления пускового резистора осуществляется перемещением главной рукоятки контроллера машиниста с первой позиции, по реостатным позициям, до ходовой позиции. На каждой из реостатных позиций величина сопротивления пускового резистора уменьшается путем закорачивания его секций или соединением их в параллельные ветви при помощи реостатных контакторов. Уменьшение сопротивления пускового резистора сопровождается, одновременно, плавным увеличением напряжения на тяговых электродвигателях до напряжения ходовых позиций, выбранных для пуска (С или СП соединение тяговых позиций на электровозе ВЛ11), на которых пусковой резистор полностью выведен (его сопротивлению равно нулю).
2 Способ: увеличением напряжения на коллекторах тяговых электродвигателей. Повышение напряжения на тяговых электродвигателях выполняется путем изменения соединения тяговых электродвигателей: С, СП или П соединение. При изменении соединения, во избежание броска тока, в цепь тяговых двигателей вновь вводиться пусковой резистор. Величина сопротивления резистора вновь постепенно уменьшается на реостатных позициях, и резистор полностью выводится на ходовых позициях этих соединений. Напряжение на тяговых электродвигателях на ходовых позициях контроллера машиниста для электровоза 2ВЛ11 на С соединении равно 3000 В : 8 = 350 В, на СП соединении — 3000В : 4 =750 В и на П соединении – 3000В: 2 = 1500 В.
3 Способ: ослабление возбуждения тяговых электродвигателей. Ослабление возбуждения тяговых электродвигателей выполняется путем перевода тормозной рукоятки контроллера машиниста на позиции ОП1, ОП2, ОПЗ или ОП4. При этом параллельно двум обмоткам возбуждения тяговых двигателей подключается резистор ослабления возбуждения Roп, имеющий четыре секции: 1-2, 2-3, 3-4, 4-6. Ток, пройдя по обмоткам якорей, протекает по обмоткам возбуждения и параллельно через соответствующую секцию резистора Roп, подключенную контакторами К1 на ОП1, К1 и К2 на ОП2, К1 и КЗ на ОПЗ и К1 и К4 на ОП4. Степень ослабления возбуждения на позиции ОП1 =75%, на ОП2 = 55%, на ОПЗ = 43% и на ОП4 = 36%, т.е. на каждой из позиций ОП по обмоткам возбуждения протекает ток, равный части тока якоря в процентном отношении указанном выше. Остальная же часть тока якоря протекает по резистору ослабления возбуждения.
Дата добавления: 2018-06-27 ; просмотров: 471 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
