Електропоїзди постійного струму

та електромеханічна:

, (7.2)

характеристики при різних струмах якоря мають різні вирази. При = const ці рівняння перетворюються до виду

; (7.3)

. (7.4)

При = const і ті ж рівняння записуються так:

; (7.5)

. (7.6)

Рисунок 7.2 – Характеристика намагнічування

Рівняння (7.3) та (7.4) свідчать про те, що в області навантаження, меншого номінального, статичні характеристики двигуна послідовного збудження мають гіперболічний характер і при та асимптотично наближуються до вісі координат. Ця форма характеристики визначається умовами електричної рівноваги машини: при ідеальному холостому ході () е.р.с. двигуна повинна урівноважувати прикладену до якірного кола напругу . Так при пострум також прямує до нуля, виконання умови

можливе тільки при необмеженому зростанні швидкості. На справі швидкість ідеального холостого ходу двигуна з послідовним збудженням завдяки наявності залишкового потоку обмежена значенням . Однак поток настільки малий, та значення набагато перевищує допустиме для двигуна за умовами механічної тривкості. Тому при проектуванні та експлуатації електроприводів з двигунами послідовного збудження необхідно виключити можливість їх роботи з малими навантаженнями, при яких швидкість двигуна може перевищити допустиму за умовами механічної тривкості.

При магнітне коло машини насичується і при прийнятому припущенні =const. В цій області характеристики двигуна практично лінійні, подібно аналогічним характеристикам двигуна з незалежним збудженням.

Природні характеристики двигуна з послідовним збудженням показані на рис. 7.3, а, б. Сильний позитивний зв’язок за струмом, який створюється послідовною обмоткою збудження двигуна, практично ліквідує вплив розмагнічуючої дії реакції якоря та призводить в області допустимого перевантаження до зростання потоку більше номінального значення на 10 – 15 %. Тому при цьому коефіцієнті допустимого перевантаження за струмом = 2 – 2,5 перевантажувальна спроможність за моментом у двигунів з послідовним збудженням вище, ніж при незалежному збудженні, і лежить в межах = 2,5 – 3.

Форма природної механічної характеристики двигуна з послідовним збудженням дозволяє при зниженні навантаження підвищувати мінімальну швидкість в 1,5 – 2 рази, забезпечуючи підвищення продуктивності при заданій потужності двигуна. При цьому важливою перевагою двигуна є підвищена перенавантажувальна спроможність.

В зв’язку з нелінійністю кривої намагнічування розрахувати природні характеристики двигуна з послідовним збудженням тільки за його номінальними даними неможливо, тому при проектуванні слід користуватися природними характеристиками і , що наведені в каталогах.

Рисунок 7.3 – Механічні (а) та електромеханічні (б) статичні характеристики двигуна з послідовним збудженням

Статична жорсткість механічної характеристики двигуна послідовного збудження залежить від навантаження. При малому навантаженні двигун має м’яку характеристику, з зростанням навантаження модуль жорсткості зростає і при прямує до сталого значення, яке визначається (7.7):

(7.7)

Відповідно введення додаткового опору зменшує жорсткість механічних характеристик. Реостатні механічні та електромеханічні характеристики показані на рис. 7.3, а, б разом з природними характеристиками, відповідаючими , на якому бачимо, що введення додаткового опору в коло якоря дозволяє обмежити момент та струм короткого замикання двигуна.

7.2 Динамічні властивості двигуна з послідовним збудженням

Математичний опис динамічного процесу перетворення енергії в двигуні з послідовним збудженням (з урахуванням умовної обмотки вихрових струмів) можно записати у слідуючому вигляді:

(7.8)

.

Цей математичний опис процесів електромеханічного перетворення енергії в двигуні з послідовним збудженням містить добутки змінних, тому використовувати його для аналіза динамічних властивостей перетворювача можливо тільки за допомогою ЕОМ. Але загальні закономірності, основні динамічні властивості електромеханічного перетворювача з послідовним збудженням можуть бути виявлені аналітичним шляхом, якщо виконати лінеаризацію рівнянь механічної характеристики (7.8) поблизу точки статичної рівноваги. В зв’язку з тим що лінеаризація здійснюється поблизу точки статичної рівноваги, криву намагнічування слід апроксимізовувати торканою в точці , , як показано на рис. 7.4, при цьому і перші два рівняння системи (7.8) можуть бути приведені до виду

;

и – сталі часу відповідно еквівалентного контура вихрових струмів (див. рис. 7.1, б) та обмотки збудження. Віднявши почленно з першого рівняння друге, отримаємо більш зручний для розв’язання вид системи (7.8):

(7.9)

Рисунок 7.4 – Лінеаризація кривої намагнічування

Лінеарізуємо систему (7.9) шляхом розкладання в ряд Тейлора поблизу точки статичної рівноваги, позначивши , отримаємо

(7.10)

Розв’язавши систему (7.10) відносно та , отримаємо лінеаризовані рівняння електромеханічної та механічної характеристик двигуна у вигляді

; (7.11)

. (7.12)

Рівняння (7.11) та (7.12) характеризують основні динамічні особливості перетворювача з послідовним збудженням при умові обмеження відхилення змінних від точки статичної рівноваги вузькими межами.

Структурна схема лініарезованого електромеханічного перетворювача з послідовним збудженням, відповідаюча (7.12), представлена на рис. 7.5.

Рисунок 7.5 – Структурна схема лінеаризованої ЕМП з послідовним збудженням

За допомогою цієї схеми визначимо передаточну функцію динамічної жорсткості механічної характеристики:

. (7.13)

Рівняння (7.13) свідчить про те, що динамічна жорсткість в даному випадку значно залежить від положення точки статичної рівноваги на механічній характеристиці двигуна.

Лінеаризовані характеристики двигуна з послідовним збудженням (7.11) та (7.12) можуть бути використані для аналіза усталених коливальних режимів електромеханічних систем з двигуном послідовного збудження, а також для перевірки стійкості та якості замкнених систем регулювання з таким двигуном при обмежених відхиленнях від точки статичної рівноваги.

На рис. 6.6 представлена структурна схема електромеханічної системи з двигуном послідовного збудження, яка може бути використана при моделюванні її на ЕОМ. При розгляданні динамічних режимів, в яких відхилення змінних від точки статичної рівноваги не виходять за межі допустимої лінеаризації нелінійної механічної характеристки двигуна, слід користуватися лінеаризованим рівнянням динамічної механічної характеристки (7.12).

(7.14)

Рисунок 7.6 – Електромеханічна система електропривода постійного струму з двигуном послідовного збудження (а) та її структурна схема (б)

1. Фінансово–господарська діяльність електродепо "Оболонь" комунального підприємства "Київський метрополітен" як структурного безбалансового підрозділу

   Отчет по практике >> Экономика
   ... тут вагони пасажирських електропоїздів метро працюють від мережі постійного струму напругою 825 В. ... ів локомотивних бригад, які обслуговують електропоїзди метрополітену №№ Види робіт ... іонером повітря в місцях постійного находження пасажирів, щільності систем ...

2. Виробництво та використання електричної енергії

   Реферат >> Физика
   ... ). За допомогою електродвигунів рухаються поїзди, морські та річкові судна, ... промисловості, виробляється на великих електропідстанціях. Потужність цих ... потужних постійних струмів високої. напруги і не існує способів трансформації напруги постійного струму Це ...

3. Проблеми розвитку залізничного транспорту в Україні

   Курсовая работа >> Экономика
   ... ів, 618,5 (23%) тепловозів, 61 (4%) секцій електропоїздів, які знаходяться в експлуатації і найближчим ... ,0 22,0 18,0 24,0 23,0 Секції Електропоїзди 20,8 35,1 40,0 45,0 41 ... 750 (73%) електровозів постійного і 360 (46%) змінного струму. Понад нормативний терм ...

4. Проектування депо з ремонту редукторнокарданного приводу з упровадженням потоково-конвейєрної

   Дипломная работа >> Транспорт
   ... 8% ― повітророзподілювачів; 8% ― електроповітророзподілювачів; 34% ― трійних ... провід, що підводить струм до електродержавки, повинний ... ПТО повинні мати під’їзди, які забезпечують безпечне ... постійного або непостійного перебування робітника), то пості ...

5. Охорона праці. Конспект лекцій

   Конспект >> Безопасность жизнедеятельности
   ... ) – не менше ніж 1 м. Проходи і проїзди у виробничих приміщеннях повинні бути ... Гц. Порівняння небезпеки постійного і змінного струмів справедливе лише для ... заходи захисту від статичної електрики: • заземлення електроповідних частин технологічного обладнання ...

Хочу больше похожих работ...