Повышение энергетических показателей электровоза переменного тока путем снижения пульсаций в цепи выпрямленного тока

• Автор: Бобровников, Яков Юрьевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ РАБОТ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ПУЛЬСАЦИЙ ВЫ

ПРЯМЛЕННОГО ТОКА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ устройств по уменьшению пульсаций выпрямленного тока

1.2 Влияние коэффициента пульсаций на энергетические

показатели электровоза

1.3 Постановка задачи исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ УЧАСТКА

ЭЛЕКТРОФИЦИРОВАННОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ С ЭЛЕКТРОВОЗАМИ, ОБОРУДОВАННЫМИ УСТРОЙСТВАМИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА

2.1 Модель контактной сети

2.2 Математическая модель электровоза с магнитосвязанными реакторами

2.2.1 Математическая модель тягового двигателя с учетом
влияния вихревых токов
2.2.2 Математическая модель устройства 5 модуляции
2.2.3 Математическая модель автономного инвертора напряжения
2.2.4 Математическая модель магнитосвязанных реакторов
2.2.5 Математическая модель аналогового фильтра
3 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА
ПО УМЕНЬШЕНИЮ ПУЛЬСАЦИЙ ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА
Выбор методики исследования и описание пакета ОгСАЭ
Проверка адекватности математических моделей контактной сети и электровоза .1 Проверка адекватности модели ТЭД .2 Проверка адекватности модели тяговая сеть электровоз
Моделирование работы аналогового фильтра Методика обработки результатов моделирования РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ПУЛЬСАЦИЙ ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА Разработка предложений по структуре системы управления компенсатором переменной составляющей выпрямленного тока
Исследование процессов в электрической цепи штатной схемы электровоза и при магнитном связывании сглаживающих реакторов
Исследование процессов в электрической цепи при включении компенсатора переменной составляющей в цепи выпрямленного тока
Физическое моделирование работы устройства магнитосвязанных сглаживающих реакторов и компенсатора переменной составляющей выпрямленного тока
1 Физическое моделирование работы устройства магнитносвязанных сглаживающих реакторов
2 Физическое моделирование работы устройства магнитосвязанных сглаживающих реакторов и включения устройства компенсации переменной составляющей вы
прямленного тока
4.5 Оценка сходимости результатов математического и физического моделирования
5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ВНЕДРЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОВОЗАХ УСТРОЙСТВА КОМПЕНСАЦИИ ПУЛЬСАЦИЙ ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА
5.1 Расчет экономии эксплуатационных расходов от использования электровозов с устройством компенсации пульсаций выпрямленного тока
5.2 Расчет интегрального экономического эффекта и срока окупаемости затрат
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ 1. Справка о внедрении.

ВВЕДЕНИЕ


Следствием ограничения индуктивности сглаживающего реактора остаются значительные пульсации выпрямленного тока, которые достигают 2, 6. Однако включение шунтирующего резистора не обеспечивает значительного уменьшения пульсаций, которые остаются высокими, вызывая остаточные пульсации магнитного потока. В работе 2 установлено, что пульсации выпрямленного тока влияют на энергетические показатели электровоза коэффициент мощности и потребляемый ток. При уменьшении пульсаций выпрямленного тока до полного сглаживания увеличивается коэффициент мощности на 1,5 и уменьшается потребляемый ток электровоза на 2 г 4 2. В месте с тем уменьшение потребляемого тока вызывает уменьшение потерь напряжения в активных сопротивлениях цепи, за счет чего достигается увеличение напряжения на токоприемнике электровоза на 5 1, 2. В свою очередь увеличение напряжения на токоприемнике оказывает влияние на скорость электровоза, которая в свою очередь увеличивается. Цель данной работы заключается в повышении энергетических показателей электровозов однофазнопостоянного тока за счет уменьшения пульсаций выпрямленного тока. Схемотехнической основой для достижения поставленной в диссертации целей послужило появление в середине х годов полностью управляемых силовых приборов ОТО и 6СТтиристоров, а также ЮВТтранзисторов , . Появление ЮВТтранзисторов позволило создавать компенсаторы, которые устанавливают в цепь переменного тока для улучшения качества электрической энергии силовых потребителей. В работах Литовченко В. В., Зиновьева Г. С., Розанова Ю. К., Солодунова А. М. и др. Однако в этих работах не рассмотрено применение этих преобразователей для компенсации пульсаций выпрямленного тока тяговых электродвигателей. В отличии от названных работ в диссертации рассмотрен способ установки компенсатора в цепь выпрямленного тока, что накладывает определенные требования на его систему управления. Диссертационная работа посвящена решению важной народнохозяйственной проблемы повышения энергетических показателей электровоза путем снижения пульсаций в цепи выпрямленного тока. Применение магнитосвязанных сглаживающих реакторов и включение компенсатора переменной составляющей выпрямленного тока позволяет увеличить коэффициент мощности и уменьшает потребляемый ток. Смоляниново см. Электроподвижной состав ДВГУПС гг. Института тяги и подвижного состава ДВГУПС г. Публикации. По теме диссертации имеется публикаций, из которых 9 научных статей и тезисы докладов на научной конференции и получено два патента на изобретение. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка из наименований и одного приложения. Содержит 2 страницы основного текста, 3 таблицы и рисунков. На современном электроподвижном составе переменного тока применяется два способа регулирования напряжения на тяговых электродвигателях плавное 8, , , и ступенчатое 9, , , . Упрощенные схемы силовых цепей электровоза для этих случаев представлены на рис. Я и возбуждения ОВ. Обмотка возбуждения зашунтирована резистором ш. Регулирование напряжения на тяговых электродвигателях осуществляется двумя способами либо за счет изменения фазы управления импульсов ВИП электровоза рис. Трансформатор Тр передает переменное напряжение необхо
димого уровня на вход управляемого ВИП или неуправляемого ВУ выпрямителя. Выпрямитель преобразует переменное напряжение вторичной обмотки трансформатора, вследствие чего на его выходе формируется постоянное по величине напряжение пульсирующей формы Под действием этого напряжения в цепи двигателя протекает постоянный по направлению ток 1в, имеющий пульсации, вызванные пульсирующим выпрямленным напряжением ив. Рис. Упрощенная схема силовых цепей электровоза а плавное регулирование напряжение б ступенчатое регулирование напряжения Для уменьшения пульсаций тока 1в используют сглаживающие реакторы СР. В обмотке сглаживающего реактора под действием выпрямленного тока возникает э. На интервалах увеличения выпрямленного тока 1в э. В это время в реакторе происходит накопление электромагнитной энергии. При уменьшении выпрямленного тока 4 э.