Тягові статичні перетворювачі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

Вступ

1. Вибір та обґрунтовування силової схеми тягового електропривода локомотива

2. Вибір та обґрунтовування силової схеми автономного інвертора напруги та форми живлячої напруги

3. Розрахунок фазних струмів двофазної системи "автономний інвертор напруги - асинхронний електродвигун"

Висновки

Перелік використаної літератури

Додаток

Вступ

Мета курсової роботи - вивчення особливостей застосування автономних інверторів напруги (АІН) і асинхронних електродвигунів (АД) у перспективних системах тягового автоматизованого електропривода та опанування уточного методу розрахунку фазних струмів тягового блока АІН - АД, який базується на методі двох реакцій [1,4].

За вихідними даними потрібно виконати наступне:

- вибір та обґрунтування структури силового ланцюга тягового електропривода;

- вибір та обґрунтування силової схеми автономного інвертора напруги та форми живильних напруг;

- провести розрахунок фазних струмів системи "автономний інвертор напруги - асинхронний двигун".

Колекторні тягові двигуни, що застосовуються, поряд зі сприятливими тяговими властивостями й відносно високими техніко-економічними показниками мають серйозні недоліки, пов'язані, у першу чергу, з наявністю колектора й щіткового апарата. Наявність колектора знижує експлуатаційну надійність, ускладнює ремонт тягового двигуна й збільшує витрати на технічне утримання ЕРС.

Задача значного збільшення потужності ЕРС при одночасному підвищенні надійності може бути вирішена шляхом переходу на безколекторні тягові двигуни (вентильні й асинхронні).

Важливе значення для експлуатації має надійність системи. Підвищення надійності асинхронних тягових двигунів і ліквідація колекторно-щіткового вузла визначається самою конструкцією асинхронної машини. Як відомо, асинхронний двигун з короткозамкненим ротором має тільки одну обмотку статора, виконану з ізоляцією. Тому АТД не вимагає періодичних оглядів кваліфікованими слюсарями-мотористами. Його обслуговування зводиться тільки до запресовування змащення в підшипники. Це дозволяє вирішити важливе соціологічну задачу, що полягає в ліквідації важких умов роботи слюсарів-мотористів.

Важливим показником ефективності впровадження асинхронного тягового привода є витрати на утримання електровоза в умовах експлуатації.

1. Вибір та обґрунтування силової схеми тягового електропривода локомотива

Електровоз ВЛ-85 був спроектований, як вантажний електровоз змінного струму. Висмивісні двосекційні електровози змінного струму ВЛ85 всіх різновидів, обладнані колекторними тяговими електродвигунами, є основними вантажними локомотивами залізничних ліній, електрифікованих на змінному струмі напругою 25 кв 50 Гц. Електровоз ВЛ 85 обладнаний рекуперативним гальмуванням.

Основні недоліки тягового електроприводу постійного струму :

- наявність колектора,

- необхідність профілактичного обслуговування колекторно-щіточних вузлів,

- обмежений термін служби через зношення колектора,

- наявність ковзаю чого контакту між щіткою і колектором,

- ковзаючий контакт є джерелом радіоперешкод,

- спотворення магнітного поля, самоіндукції і т.д.,

- високий ризик пробою колектора чи обмотки.

2. Вибір та обґрунтовування схеми автономного інвертора напруги та форми живлячої напруги

Чисельні дослідження останніх років показали, що оптимальними характеристиками для електричної тяги володіє асинхронний тяговий привід (АТП) з автономними інверторами напруги на базі силових високовольтних модулів з використанням IGBT-транзисторів і системи широтно-імпульсної модуляції. Широко відомі зарубіжні фірми "Simens", "Adtrans" та інші ведуть інтенсивні розробки в цьому напрямі.

Напівпровідникові перетворювачі служать для перетворення параметрів електричної енергії, що поступає від джерела до споживача -- навантаження. При цьому в силових напівпровідникових перетворювачах використовуються напівпровідникові ключі (тиристори, транзистори), які відповідно до сигналів управління сполучають відповідні виводи джерела і споживача. У загальному випадку джерела і споживачі можуть мати складну електричну схему і містять декілька фаз.

Фазний модуль є однією половинкою мостової схеми, що пояснює використання терміну "напівмостова" схема включення транзисторів (іноді зустрічається термін "напівміст").

Вибираючи один із варіантів, необхідно отримати форму кривої фазної напруги, яка має вміст першої гармоніки у загальному дійсному значенні, забезпечує умову повної електромагнітної сумісності автономного інвертора напруги та асинхронного тягового електродвигуна у всіх робочих режимах. Також необхідно зазначити, що всі комутуючі елементи для комутаційного захисту забезпечують снабберами. Автономний інвертор - це перетворювачі постійного струму в змінний однофазний або багатофазний струм, комутація струму в яких відбувається незалежно від процесів в зовнішніх електричних колах завдяки допоміжних комутуючих приладів всередині самого перетворювача. Одним з найбільш перспективних напрямків удосконалення сучасних систем асинхронного електропривода є застосування двофазних тягових блоків АІН - АД. Найбільш раціональну систему живлення двофазного асинхронного двигуна доводиться будувати на основі двох однофазних мостових інверторів з ізольованими обмотками статора.

Рисунок 2.1 - Трифазний трирівневий інвертор

У сукупності всі нові технічні рішення, а також оптимальні алгоритми автоматичного управління БАСУ, МПСУ і системи безпеки дозволяють отримати наступні техніко-економічні переваги:

- підвищення тягово-енергетичних і експлуатаційних показників (зниження споживання електроенергії на 25 - 35 %, експлуатаційних витрат на планові і непланові ремонти 30 - 40 %);

- уніфікація тягових асинхронних приводів, мікропроцесорних систем управління, моторних візків і іншого устаткування для приміських електропоїздів постійного і змінного струму, а також подвійного живлення і експресів підвищеної комфортності місцевого сполучення для швидкостей до 160 км/г.

Вибір форми напруги для живлення автономного інвертора напруги

Під оптимальною розуміється така форма кривої фазної напруги, яка має високий зміст першої гармоніки у загальному дійсному значенні, забезпечує умови електромагнітній сумісності АІН-АД у всіх робочих режимах, не приводить до ускладнення схемотехніки АІН. Цим умовам задовольняє такі криві фазної напруги, які формують годограф вектора магнітного поля у повітряному зазорі АД у вигляді правильного вписаного многокутника з числом сторін N. Очевидно, чим більше N, тим ближче годограф магнітного поля у повітряному зазорі АД до кругового, який відповідає живленню АД синусоїдальною напругою.

Якщо за основу прийняти трьохступеневу на половинному значенні періоду загальну криву фазної напруги, показану на рисунку 3, можна отримати магнітне поле трифазного АД більше приближене до кругового (N=6).



Рис.3.1.Форма фазної напруги

Рисунок 2 Двоступенева форма вихідної фазної напруги двофазного автономного інвертора напруги

З рисунка 2 видно форму фазної напруги, а гармонійний склад напруги описується наступним рівнянням:

Годограф магнітного поля наближається до форми правильного восьмикутника, вписаного в коло, а вміст першої гармоніки у діючому значенні дорівнює

=0,96

3. Розрахунок фазних струмів двофазної системи "автономний інвертор напруги - асинхронний електродвигун"

Розрахунок ведемо методом двох складових, котрий базується на методах гармонійних складових і еквівалентного статичного навантаження.

Струм фази трифазної системи АІД - АД можна подати у вигляді двох складових: струму першої гармоніки , що залежить від частоти обертання ротора АД, і суми струмів усіх вищих гармонік , що практично не залежить від :

=+ (3.1)

Схема заміщення обертаючого двигуна приведена на рисунку 3.1

Рисунок 3.1 Схема заміщення обертаючого двигуна

де - активний опір статора, - активний опір ротора приведений до опору статора, x_1Н - індуктивний опір статора, x'_2н - індуктивний опір ротора приведений до індуктивного опору статора, x_ОН - індуктивний опір намагнічуючого контуру.

Параметри ковзання знаходимо за виразами:

,(3.2)

,(3.3)

де - частота струму статора,

- частота ковзання,

- базова частота.

Розраховуємо загальний активний опір за формулою:

, (3.4)

Розраховуємо загальний реактивний опір х_э за формулою:

,(3.5)

Еквівалентний опір Z_э розраховуємо за формулою:

,(3.6)

Амплітудне значення напруги для трифазного двигуна :

,(3.7)

Амплітудне значення струму :

, (3.8)

Кут зміщення ц:

, (3.9)

Струм першої гармоніки на періоді 2р знаходимо за формулою:

, (3.10)

Розрахунки приведемо в таблиці 3.2.

Якщо двигун загальмований, то частота струму дорівнює частоті мережі, тобто , а з цього .

Схема заміщення загальмованого двигуна приведена на рис.4.2.

Рисунок 3.2. Схема заміщення загальмованого двигуна

Загальний активний опір загальмованого двигуна знаходимо за формулою:

, (3.12)

Реактивний загальний опір для загальмованого двигуна знаходимо за формулою:

, (3.13)

Еквівалентний опір для загальмованого двигуна знаходимо за формулою:

(3.14)

Ом

Амплітудне значення струму розраховуємо за формулою:

,(3.15)

де - амплітуда першої гармоніки прикладеної напруги:

А

Кут зміщення розраховуємо за формулою:

, (3.17)

Струм першої гармоніки в режимі загальмованого двигуна розраховуємо за формулою:

,(3.16)

Розрахунки приведемо в таблиці 3.2.

Складову суми струмів вищих гармонік можна подати у вигляді:

=+, (3.11)

де реакція схеми заміщення загальмованого АД на прикладену східчасту напругу;

струм першої гармоніки в режимі загальмованого АД.

На інтервалі кожного на півперіоду крива фазної напруги АІН описується виразом:

(3.17)

Запишемо рівняння електричної рівновагі по інтервалах фазної напруги для фази АД, подавши її еквівалентним статичним навантаженням:

(3.18)

З умови безперервності фазного струму на границях інтервалів у сталому режимі маємо:

, (3.19)

Вираз (3.18) являє собою початкові умови, що дозволяють визначити єдиний розв'язок системи (3.19):

(3.20)

Уведемо такі позначення:

, , , (3.21)

А

Підставляючи прийняті позначення в (3.17.) і розв'язуючи цю систему з урахуванням граничних умов, дістанемо:

 (3.22)

Підставляючи отримані значення для початкових умов у систему (3.20) одержимо вирази, що описують фазні струми АД на інтервалах для узагальненої кривої фазної напруги АІН:

(3.23)

При введені кутової й амплітудної і комутуючих функцій загальний розв'язок для фазних струмів по системі (3.22) на інтервалі зміни поточного електричного кута в межах від 0 до р можна подати у вигляді одного рівняння:

, (3.24)

Значення комутуючих функцій наводимо в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Значення кутової й амплітудних комутуючих функцій

Параметр	Значення параметра
Номер інтервалу		1	2	3
Діапазон зміни поточного ефект. кута
Кутова комутуюча функція		0
Амплітудна комутуюча функція		0	1	0
		0.5779	1.032	0,456

де розраховуємо за формулою:

(3.25)

(4.28)

(3.26)

Результати розрахунку реакції схеми заміщення загальмованого АД на прикладену східчасту напругу наводимо в таблиці 3.2.

Синусоїдальна складова фазного струму АД визначається першою гармонікою прикладеної напруги:

, (3.27)

Результати розрахунку наведені в таблиці 3.2.

Таблиця 3.2. - Розрахунок струму фази та розрахунок синусоїдної складової фазної напруги - та її вищих гармонік

и,град	і1	і k	і 1k	ів	i ф	U1(и)	U(и)	УU(и)
0	-333,37	-2525,83	-2303,5	-222,37	-555,73	0	500	500
2,5	-305,43	-2464,82	-2293,8	-171,05	-476,49	41,6662	500	458,334
5	-276,92	-2404	-2279,7	-124,31	-401,23	83,2531	500	416,747
7,5	-247,88	-2343,38	-2261,3	-82,098	-329,98	124,682	500	375,318
10	-218,37	-2282,96	-2238,6	-44,39	-262,76	165,873	500	334,127
12,5	-188,44	-2222,74	-2211,6	-11,14	-199,58	206,748	500	293,252
15	-158,15	-2162,71	-2180,4	17,7043	-140,45	247,23	500	252,77
17,5	-127,57	-2102,88	-2145,1	42,2022	-85,363	287,241	500	212,759
20	-96,735	-2043,24	-2105,7	62,4221	-34,312	326,705	500	173,295
22,5	-65,72	-1983,79	-2062,2	78,4395	12,7197	365,548	500	134,452
22,5	-65,72	-1983,79	-2062,2	78,4395	12,7197	365,548	500	134,452
25	-34,58	-1924,54	-2014,9	90,3378	55,7578	403,694	500	96,3056
27,5	-3,3744	-1865,49	-1963,7	98,2078	94,8333	441,073	500	58,9274
30	27,8376	-1806,62	-1908,8	102,147	129,985	477,611	500	22,3888
32,5	58,9967	-1747,95	-1850,2	102,262	161,259	513,241	500	-13,241
35	90,0435	-1689,47	-1788,1	98,6633	188,707	547,893	500	-47,893
37,5	120,919	-1631,18	-1722,7	91,4705	212,389	581,502	500	-81,502
40	151,564	-1573,07	-1653,9	80,8088	232,373	614,005	500	-114,01
42,5	181,921	-1515,16	-1582	66,8096	248,73	645,339	500	-145,34
45	211,931	-1457,44	-1507,1	49,6104	261,541	675,444	500	-175,44
47,5	241,538	-1399,90	-1429,3	29,3545	270,893	704,264	500	-204,26
50	270,685	-1342,55	-1348,7	6,19066	276,876	731,743	500	-231,74
52,5	299,317	-1285,39	-1265,7	-19,727	279,59	757,829	500	-257,83
55	327,379	-1228,42	-1180,2	-48,241	279,138	782,472	500	-282,47
57,5	354,818	-1171,62	-1092,4	-79,186	275,632	805,626	500	-305,63
60	381,582	-1064,44	-1002,6	-61,814	319,768	827,247	500	-327,25
60	381,582	-1064,44	-1002,6	-61,814	319,768	827,247	1000	172,753
62,5	407,619	-955,394	-910,9	-44,49	363,128	847,293	1000	152,707
65	432,88	-846,702	-817,45	-29,256	403,624	865,725	1000	134,275
67,5	457,317	-738,364	-722,43	-15,932	441,385	882,51	1000	117,49
70	480,884	-630,378	-626,04	-4,3362	476,548	897,615	1000	102,385
72,5	503,535	-522,745	-528,46	5,71663	509,252	911,012	1000	88,9883
75	525,228	-415,462	-429,88	14,413	539,641	922,674	1000	77,3261
77,5	545,921	-308,528	-330,47	21,9418	567,863	932,58	1000	67,4203
80	565,575	-201,942	-230,44	28,4934	594,068	940,71	1000	59,2897
82,5	584,152	-95,7036	-129,96	34,2592	618,412	947,05	1000	52,9498
85	601,618	10,18906	-29,243	39,4318	641,049	951,587	1000	48,4126
87,5	617,938	115,737	71,5331	44,2039	662,141	954,313	1000	45,6869
90	633,081	220,9413	172,173	48,7685	681,85	955,222	1000	44,7777
92,5	647,02	325,803	272,485	53,3182	700,338	954,313	1000	45,6869
95	659,727	430,3233	372,278	58,0453	717,772	951,587	1000	48,4126
97,5	671,178	534,5033	471,363	63,1406	734,319	947,05	1000	52,9498
100	681,352	638,3441	569,55	68,794	750,146	940,71	1000	59,2897
102,5	690,228	741,8467	666,653	75,1935	765,422	932,58	1000	67,4203
105	697,791	845,0124	762,487	82,5249	780,316	922,674	1000	77,3261
107,5	704,025	947,8421	856,87	90,9719	794,997	911,012	1000	88,9883
110	708,92	1050,337	949,622	100,715	809,635	897,615	1000	102,385
112,5	712,464	1152,498	1040,57	111,932	824,397	882,51	1000	117,49
115	714,653	1254,327	1129,53	124,798	839,451	865,725	1000	134,275
117,5	715,481	1355,824	1216,34	139,482	854,963	847,293	1000	152,707
120	714,947	1456,99	1300,84	156,15	871,098	827,247	1000	172,753
120	714,947	1456,99	1300,84	156,15	871,098	827,247	500	-327,25
122,5	713,053	1460,234	1382,86	77,3731	790,426	805,626	500	-305,63
125	709,8	1508,27	1462,25	46,02	755,82	782,472	500	-282,47
127,5	705,197	1556,15	1538,86	17,2939	722,491	757,829	500	-257,83
130	699,252	1603,873	1612,53	-8,6588	690,593	731,743	500	-231,74
132,5	691,975	1651,442	1683,14	-31,697	660,278	704,264	500	-204,26
135	683,381	1698,855	1750,54	-51,687	631,694	675,444	500	-175,44
137,5	673,486	1746,114	1814,61	-68,498	604,988	645,339	500	-145,34
140	662,31	1793,219	1875,23	-82,01	580,3	614,005	500	-114,01
142,5	649,872	1840,171	1932,28	-92,105	557,767	581,502	500	-81,502
145	636,198	1886,97	1985,64	-98,674	537,523	547,893	500	-47,893
147,5	621,312	1933,616	2035,23	-101,62	519,695	513,241	500	-13,241
150	605,244	1980,111	2080,95	-100,84	504,407	477,611	500	22,3888
152,5	588,023	2026,454	2122,7	-96,247	491,776	441,073	500	58,9274
152,5	588,023	2026,454	2122,7	-96,247	491,776	441,073	500	58,9274
155	569,684	2072,646	2160,41	-87,767	481,916	403,694	500	96,3056
157,5	550,259	2118,688	2194,01	-75,326	474,934	365,548	500	134,452
160	529,788	2164,58	2223,44	-58,857	470,93	326,705	500	173,295
162,5	508,308	2210,323	2248,63	-38,306	470,001	287,241	500	212,759
165	485,86	2255,917	2269,54	-13,624	472,236	247,23	500	252,77
167,5	462,487	2301,362	2286,13	15,2308	477,718	206,748	500	293,252
170	438,234	2346,659	2298,37	48,289	486,523	165,873	500	334,127
172,5	413,147	2391,809	2306,23	85,5747	498,722	124,682	500	375,318
175	387,274	2436,811	2309,71	127,104	514,377	83,2531	500	416,747
177,5	360,663	2481,668	2308,78	172,883	533,545	41,6662	500	458,334
180	333,366	2526,378	2303,47	222,91	556,276	1,2E-13	500	500
180	333,366	2526,378	2303,47	222,91	556,276	1,2E-13	-500	-500
182,5	305,434	2464,82	2293,76	171,055	476,489	-41,666	-500	-458,33
185	276,92	2404,004	2279,7	124,307	401,228	-83,253	-500	-416,75
187,5	247,88	2343,385	2261,29	82,0976	329,978	-124,68	-500	-375,32
190	218,368	2282,965	2238,57	44,3897	262,757	-165,87	-500	-334,13
192,5	188,44	2222,741	2211,6	11,1397	199,579	-206,75	-500	-293,25
195	158,153	2162,713	2180,42	-17,704	140,449	-247,23	-500	-252,77
197,5	127,565	2102,88	2145,08	-42,202	85,3629	-287,24	-500	-212,76
200	96,7346	2043,243	2105,66	-62,422	34,3125	-326,71	-500	-173,29
202,5	65,7199	1983,799	2062,24	-78,44	-12,72	-365,55	-500	-134,45
202,5	65,7199	1983,799	2062,24	-78,44	-12,72	-365,55	-500	-134,45
205	34,5801	1924,549	2014,89	-90,338	-55,758	-403,69	-500	-96,306
207,5	3,37443	1865,492	1963,7	-98,208	-94,833	-441,07	-500	-58,927
210	-27,838	1806,627	1908,77	-102,15	-129,98	-477,61	-500	-22,389
212,5	-58,997	1747,954	1850,22	-102,26	-161,26	-513,24	-500	13,2406
215	-90,043	1689,472	1788,14	-98,663	-188,71	-547,89	-500	47,893
217,5	-120,92	1631,181	1722,65	-91,471	-212,39	-581,5	-500	81,5025
220	-151,56	1573,079	1653,89	-80,809	-232,37	-614,01	-500	114,005
222,5	-181,92	1515,166	1581,98	-66,81	-248,73	-645,34	-500	145,339
225	-211,93	1457,442	1507,05	-49,61	-261,54	-675,44	-500	175,444
227,5	-241,54	1399,906	1429,26	-29,355	-270,89	-704,26	-500	204,264
230	-270,69	1342,558	1348,75	-6,1907	-276,88	-731,74	-500	231,743
232,5	-299,32	1285,396	1265,67	19,7274	-279,59	-757,83	-500	257,829
235	-327,38	1228,42	1180,18	48,2408	-279,14	-782,47	-500	282,472
237,5	-354,82	1171,629	1092,44	79,1863	-275,63	-805,63	-500	305,626
240	-381,58	1064,441	1002,63	61,8136	-319,77	-827,25	-500	327,247
240	-381,58	1064,441	1002,63	61,8136	-319,77	-827,25	-1000	-172,75
242,5	-407,62	955,3942	910,904	44,4905	-363,13	-847,29	-1000	-152,71
245	-432,88	846,7022	817,446	29,2564	-403,62	-865,73	-1000	-134,27
247,5	-457,32	738,3642	722,432	15,9324	-441,39	-882,51	-1000	-117,49
250	-480,88	630,3789	626,043	4,3362	-476,55	-897,62	-1000	-102,38
252,5	-503,54	522,7452	528,462	-5,7166	-509,25	-911,01	-1000	-88,988
255	-525,23	415,462	429,875	-14,413	-539,64	-922,67	-1000	-77,326
257,5	-545,92	308,5281	330,47	-21,942	-567,86	-932,58	-1000	-67,42
260	-565,58	201,9424	230,436	-28,493	-594,07	-940,71	-1000	-59,29
262,5	-584,15	95,70369	129,963	-34,259	-618,41	-947,05	-1000	-52,95
265	-601,62	-10,1890	29,2427	-39,432	-641,05	-951,59	-1000	-48,413
267,5	-617,94	-115,737	-71,533	-44,204	-662,14	-954,31	-1000	-45,687
270	-633,08	-220,941	-172,17	-48,768	-681,85	-955,22	-1000	-44,778
272,5	-647,02	-325,803	-272,48	-53,318	-700,34	-954,31	-1000	-45,687
275	-659,73	-430,323	-372,28	-58,045	-717,77	-951,59	-1000	-48,413
277,5	-671,18	-534,503	-471,36	-63,141	-734,32	-947,05	-1000	-52,95
280	-681,35	-638,344	-569,55	-68,794	-750,15	-940,71	-1000	-59,29
282,5	-690,23	-741,846	-666,65	-75,193	-765,42	-932,58	-1000	-67,42
285	-697,79	-845,012	-762,49	-82,525	-780,32	-922,67	-1000	-77,326
287,5	-704,03	-947,842	-856,87	-90,972	-795	-911,01	-1000	-88,988
290	-708,92	-1050,33	-949,62	-100,72	-809,63	-897,62	-1000	-102,38
292,5	-712,46	-1152,49	-1040,6	-111,93	-824,4	-882,51	-1000	-117,49
295	-714,65	-1254,32	-1129,5	-124,8	-839,45	-865,73	-1000	-134,27
297,5	-715,48	-1355,82	-1216,3	-139,48	-854,96	-847,29	-1000	-152,71
300	-714,95	-1456,99	-1300,8	-156,15	-871,1	-827,25	-1000	-172,75
300	-714,95	-1456,99	-1300,8	-156,15	-871,1	-827,25	-500	327,247
302,5	-713,05	-1460,23	-1382,9	-77,373	-790,43	-805,63	-500	305,626
305	-709,8	-1508,27	-1462,3	-46,02	-755,82	-782,47	-500	282,472
307,5	-705,2	-1556,15	-1538,9	-17,294	-722,49	-757,83	-500	257,829
310	-699,25	-1603,87	-1612,5	8,65883	-690,59	-731,74	-500	231,743
312,5	-691,98	-1651,44	-1683,1	31,6974	-660,28	-704,26	-500	204,264
315	-683,38	-1698,85	-1750,5	51,6868	-631,69	-675,44	-500	175,444
317,5	-673,49	-1746,11	-1814,6	68,4984	-604,99	-645,34	-500	145,339
320	-662,31	-1793,21	-1875,2	82,0097	-580,3	-614,01	-500	114,005
322,5	-649,87	-1840,17	-1932,3	92,1047	-557,77	-581,5	-500	81,5025
325	-636,2	-1886,97	-1985,6	98,6744	-537,52	-547,89	-500	47,893
327,5	-621,31	-1933,61	-2035,2	101,617	-519,7	-513,24	-500	13,2406
330	-605,24	-1980,11	-2080,9	100,837	-504,41	-477,61	-500	-22,389
332,5	-588,02	-2026,45	-2122,7	96,2469	-491,78	-441,07	-500	-58,927
332,5	-588,02	-2026,45	-2122,7	96,2469	-491,78	-441,07	-500	-58,927
335	-569,68	-2072,64	-2160,4	87,7673	-481,92	-403,69	-500	-96,306
337,5	-550,26	-2118,68	-2194	75,3256	-474,93	-365,55	-500	-134,45
340	-529,79	-2164,58	-2223,4	58,8575	-470,93	-326,71	-500	-173,29
342,5	-508,31	-2210,32	-2248,6	38,3063	-470	-287,24	-500	-212,76
345	-485,86	-2255,91	-2269,5	13,6236	-472,24	-247,23	-500	-252,77
347,5	-462,49	-2301,36	-2286,1	-15,231	-477,72	-206,75	-500	-293,25
350	-438,23	-2346,65	-2298,4	-48,289	-486,52	-165,87	-500	-334,13
352,5	-413,15	-2391,80	-2306,2	-85,575	-498,72	-124,68	-500	-375,32
355	-387,27	-2436,81	-2309,7	-127,1	-514,38	-83,253	-500	-416,75
357,5	-360,66	-2481,66	-2308,8	-172,88	-533,55	-41,666	-500	-458,33
360	-333,37	-2526,37	-2303,5	-222,91	-556,28	-2E-13	-500	-500

Визначивши числові значення, будуємо залежності фазного струму та його першої гармоніка (рис.3.7), живлячої напруги та її першої гармоніки (рис.3.3). Також побудуємо різницю між прикладеною напругою та її першої гармонікою, тобто напругу вищих гармонік (рис.3.4). Будуємо струми загальмованого двигуна та його першу гармоніку (рис.3.5), а також їх різницю - струм вищих гармонік (рис.3.6).

напруга асинхронний електродвигун струм

Рисунок 3.3. Живляча напруга та її перша гармоніка



Рисунок 3.4. Напруга вищих гармонік

Рисунок 3.5. Струми загальмованого двигуна та його перша гармоніка та різниця струмів та

Рисунок 3.6. Фазний струм та його перша гармоніка

Висновки

Запровадження напівпровідникової техніки на залізничному транспорті обумовлюється її техніко-економічними перевагами. Експлуатація напівпровідникової техніки дозволяє виконувати ремонт блоків без великих відрізків часу, швидко замінювати непрацюючий блок на новий.

Запропонована система асинхронний двигун - автономний інвертор напруги зібрана з застосуванням високоякісної елементної бази зарубіжного виробництва, яка характеризується високою ступінню надійності. Запровадження нових напівпровідникових елементів веде до збільшення витрат на монтаж нового обладнання, але їх вартість з часом знижується, що вказує на перспективність запропонованого заходу.

Асинхронний тяговий привід є перспективним тяговим приводом, на що вказують наступні його переваги:

· відсутність колекторного вузла, а отже, спрощені умови комутації та поточного обслуговування;

· більш вища потужність при однакових габаритах;

· можливість використання у швидкісному транспорті.

Проведені розрахунки доводять, що використання асинхронних двигунів у якості тягових можливе, і попри те, що потребує значних капітальних затрат, експлуатаційні і ремонтні затрати та загальна кількість проблем з двигуном зменшаться. Ще більш перспективним є застосування двофазних асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором, виходячи у першу чергу з поліпшення умов сумісної роботи асинхронного двигуна. Двофазний асинхронний двигун може тривало працювати при будь-якій формі живлячої напруги та дає можливість оптимізувати криву вихідної напруги автономного інвертора напруги по максимальному вмісту основної гармоніки в загальному діючому значенні.

Перелік використаної літератури

1. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учебн. для ВУЗов ж.-д. трансп.- М.: Транспорт, 1999.- 464 с.

2. Статичні перетворювачі тягового рухомого складу: Навч. посібник /За ред. Гончарові Ю.П..- Харків, НТУ "ХПИ", 2004.- 184 с.

3. Электроподвижной состав с асинхронными тяговыми двигателями. /Н.А. Ротанов, А.С. Курбасов, Ю.Г. Быков, В.В. Литовченко.- М.: Транспорт, 1991.- 336 с.

4. Розрахунок фазних струмів двофазної системи "Автономний інвертор напруги - Асинхронний двигун" // Гусевський Ю.І., Пасько О.В., Шаповал В.П, Збірник наукових праць, УкрДАЗТ, №44, 2000. - 59

5. Раціональні структури тягових перетворювачів частоти // Шаповал В.П, Напівпровідникові та мікропроцесорні пристрої в електроенергетичних системах транспорту, УкрДАЗТ, №39, 2000. - 36

6. Розробка, макетування та дослідження раціональних структур асинхронного тягового електроприводу для електрорухомого складу // Гусевський Ю.И., Шпіка Н.И. та інш., Звіт про науково-дослідну роботу, ХарДАЗТ, кафедра СЕТ, 1997. - 35

Додаток

Вихідні дані:

Трифазний тяговий електродвигун ....................НБ-607

Напруга на затискачах двигуна U_d, В..................1500

Активний опір статора , Ом................................0,016

Активний опір ротора, приведений до опору

статора _, Ом.......................................................... 0,016

Реактивний опір статора x_1Н, Ом..............0,11

Реактивний опір ротора, приведений до опору

статора x'_2Н, Ом……………………………0,188

Реактивний опір намагнічуючого контуру x_ОН, Ом....................4,9

Базова частота f_1Н, Гц.....................51,5

Частота струму статора f₁, Гц.........73.0

Частота ковзання f₂, Гц.....................0,9

q=0,5

г=р/3

Размещено на Allbest.ru