Оценка электрмомагнитной совместимости тягового электропривода с импульсными преобразователями напряжения и контактной сети

Ознакомление с осциллограммами токов и напряжений. Рассмотрение вопросов и направлений улучшения показателей электромагнитной совместимости. Изучение конкретных электроэкономических схемотехнических решений для подвижного состава метрополитенов.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 29.09.2018
Размер файла 313,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕНЕРГОРЕСУРСОЗБЕРЕЖЕННЯ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вісник КДПУ. Випуск 3/2006 (39). Частина 1.

8

«Электромеханические заводы KLG»

Криворожский технический университет

Оценка электрмомагнитной совместимости тягового электропривода с импульсными преобразователями напряжения и контактной сети

УДК 62-83:629.423.1

Синчук О.Н.

Синчук И.О., Лозовой Д.Ю., Хараджян А.В.

Рекомендовано к печати д.т.н., проф. Родькиным Д.Й.

Харьков 15.04.2006

Введение

Вопросы электромагнитной совместимости (ЭМС) электроприводов с импульсными (широтно-импульсными) преобразователями (ШИП) напряжения питания двигателей по-прежнему являются одними из краеугольных при разработке и внедрении в практику эксплуатации тех или иных современных видов электрифицированного транспорта [1, 2].

В работах [3, 4] рассмотрены вопросы и направления улучшения показателей ЭМС, приведены конкретные электроэкономические схемотехнические решения для подвижного состава метрополитенов.

Вместе с тем, весь комплекс предложенных исследований требует своего подтверждения (апробации) еще до стадии изготовления даже опытных образцов ТЭП.

Цель работы - оценка электромагнитной совместимости тягового электропривода с импульсными преобразователями напряжения и контактной сети.

Материал и результаты исследований

Решение указанных вопросов может быть получено путем теоретических исследований и компьютерным моделированием тягового электропривода. С этой целью авторами разработана методология и пакет прикладных программ для необходимого комплекса исследований с помощью ПЭВМ. ток электромагнитный схемотехнический

Исследованию подвергался ряд схем с возможностью варьирования в требуемом диапазоне параметров моделей.

Вариант 1

Рисунок 1 - Схема модели с традиционным Г-образным фильтром для исследования воздействия на систему 300 Гц составляющей в напряжении uG в номинальном режиме, где: UG=750 В, const; LG=0.2 мГн; LZ=0.14 мГн; CZ=2.0 мФ; EM=730 В, const; RM=0.14 Ом; LM=15.16 мГн

Вариант 2

Рисунок 2 - Схема модели с комбинированным двухзвенным фильтром для исследования воздействия на систему 300 Гц составляющей в напряжении uG в номинальном режиме, где: UG=750 В, const; LG=0.2 мГн; LZ=0.14 мГн; LT=2.24 мГн; CZ=2.0 мФ; CT=0.125 мФ; EM=730 В, const; RM=0.14 Ом; LM=15.16 мГн

Вариант 3

Рисунок 3 - Схема модели с демпферным комбинированным двухзвенным фильтром для исследования воздействия на систему 300 Гц составляющей в напряжении uG в номинальном режиме, где: UG=750 В, const; LG=0.2 мГн; LZ=0.14 мГн; LT=2.24 мГн; CZ=2.0 мФ; CT=0.125 мФ; RT=2 Ом; EM=730 В, const; RM=0.14 Ом; LM=15.16 мГн

Вариант 4

Рисунок 4 - Схема модели для исследования переходных процессов в системе при прямом подключении ее с нулевыми условиями (i0=0, u0=0) к источнику EG контактором К, где: EG=750 В, const; LZ=0.14 мГн; LT=2.24 мГн; CZ=2.0 мФ; CT=0.125 мФ; RT=2 Ом; iМ=0, х.х. - нагрузки нет

Вариант 5

Рисунок 5 - Схема модели для исследования помех в источнике питания uG в режиме разгона, где: EG=750 В, const; RG=750 Ом; LZ=0.14 мГн; LT=2.24 мГн; CZ=2.0 мФ; CT=0.125 мФ; RT=2 Ом; EM=330 В, const; RM=0.14 Ом; LM=15.16 мГн; tТ=500 мкс - интервал проводимости VT на периоде модуляции TM=1000 мкс

Выводы

Анализ полученных данных для различных параметров и схем фильтров позволил авторам констатировать ряд основополагающих выводов. Так, в варианте «прямого» включения фильтра под напряжение в нем отсутствуют сверхтоки и сверхрнапряжения, однако, зарядный ток достаточно велик. Во избежание перегрузок фильтровых конденсаторов зарядными импульсами токов при повторных включениях - отключениях ТЭП к ПКС - в этом случае целесообразно применение резисторной цепи предварительного заряда фильтра. Это положение и было учтено при разработке реальной (проектной) схемы ТЭП вагона метрополитена.

Рисунок 6 - Осциллограммы токов и напряжений в модели на рис. 1

Рисунок 7 - Осциллограммы токов и напряжений в модели на рис. 2

Рисунок 8 - Осциллограммы токов и напряжений в модели рис. 3

Как было установлено в ходе исследований, наиболее нагружены фильтровые конденсаторы токами заряда - разрядка при работе ШИП с коэффициентом заполнения периода модуляции ; этот режим является определяющим при выборе типа конденсаторов. Т.е. отсюда следует главный вывод - применение электролитических конденсаторов для данных условий недопустимо.

Рисунок 9 - Осциллограммы токов и напряжений в модели на рис. 4

В то же время, шестикратная (трехсотгерцовая) гармоника в напряжении ПКС проявляет себя при режиме работы ШИП с постоянно включенными IGBT-модулями, т.е. при и , а именно, когда напряжение на двигателях достигает значений и . В последнем случае имеет место длительный режим работы ТЭП с возможным ослаблением возбуждения ТЭД. Данный режим является проверочным для принятого типа конденсаторов фильтра.

В анализируемых вариантах рассмотрен спектр возможных соотношений параметров элементов фильтра. При разработке реального устройства учтен опыт эксплуатации существующих фильтров и внесены коррективы в расчетные соотношения. В частности, для исключения автоколебаний в частном звене рекомендуется шунтировать последний резистором, сопротивление которого должно выбираться из условия:

.

Компьютерные исследования системы «перспективный фильтр - ШИП - тяговый электродвигатель» подтвердили аналитические выкладки и позволили определить поведение элементов и системы в целом в переходных режимах, при прямом подключении системы к питающей контактной сети и при возникновении импульсов сверхнапряжений в питающей сети.

Рисунок 10 - Осциллограммы токов и напряжений в схеме модели на рис. 5

Литература

1. Проектирование систем управления электроподвижным составом // Под редакцией Ротанова Н.А. - М.: Транспорт, 1986г., 327 с.

2. Гаврилов Я.И., Мнацаконов В.А. Вагоны метрополитена с импульсными преобразователями. М.: Транспорт, 1986г., 229 с.

3. Синчук О.Н., Лозовой Д.Ю., Чернышов А.А. Тяговый электропривод вагонов метрополитенов на перспективу // Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический институт». Серия Электротехника, электроника и электропривод. Проблемы автоматизированного электропривода. Теория и практика. Вып. 45. Харьков, 2005. C. 263-265.

4. Синчук О.Н., Лозовой Д.Ю., Чернышов А.А. Современная архитектура ТЭП постоянного тока вагона метрополитена // Восточно-европейский журнал передовых технологий. №3/2 (15), 2005, с. 24-28.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Основные параметры и характеристики электромагнитной совместимости промышленных устройств. Проверка собственной помехоустойчивости. Испытания на устойчивость к внешним помехам, поступающим по проводам. Автоматизированные испытания на помехоустойчивость.

    презентация [441,7 K], добавлен 14.05.2015

  • Влияние колебаний напряжения в контактной сети на работу тягового электродвигателя. Длительное постепенное изменение, резкие кратковременные скачки напряжения. Период пуска как первая стадия движения поезда. Особенности реостатного пуска поезда.

    презентация [179,2 K], добавлен 14.08.2013

  • Изучение основных понятий и государственных стандартов электромагнитной совместимости технических средств как уровня излучений. Ознакомление с условными обозначениями для электроустановок с напряжением до 1 кв. Описание систем-заземлений TN-C и TN-S.

    реферат [104,6 K], добавлен 19.04.2010

  • Количественная оценка технического состояния зажимов контактной сети по падению напряжения на зажимах. Прогнозирование долговечности ригеля. Восстановление устройств контактной сети. Погрузка и разгрузка на обочину опор, ригелей, фундаментов и анкеров.

    курсовая работа [63,8 K], добавлен 21.01.2013

  • Перерастание биосферы в ноосферу. Экологический кризис ноосферы. Характеристика и классификация экологических проблем электромагнитной совместимости электроэнергетики в ноосфере. Защита кабелей связи от токов короткого замыкания в линиях электропередачи.

    учебное пособие [394,7 K], добавлен 09.10.2014

  • Практические решение задач по метрологии (анализ соединения с зазором, с натягом, с дополнительным креплением отверстия и вала) и электромагнитной совместимости (нахождение эквивалентного тока конденсаторной батареи; напряжения линии электроснабжения).

    контрольная работа [825,4 K], добавлен 29.06.2012

  • Определение нагрузок на провода контактной сети, группового заземления, максимально допустимых длин пролета. Трассировка контактной сети на перегоне. Требование к сооружениям и устройствам электроснабжения железных дорог. Расчет стоимости сооружения.

    дипломная работа [1,9 M], добавлен 30.07.2015

  • Электрические сети переменного и постоянного тока. Синусоидальный ток и напряжение. Влияние несинусоидальности напряжения на работу потребителей электрической энергии. Коэффициент искажения напряжения. Снижение несинусоидальности напряжений и токов.

    курсовая работа [997,7 K], добавлен 29.03.2016

  • Понятие негармонических периодических напряжений и токов как функции времени, их представление в виде тригонометрического ряда Фурье. Значения и коэффициенты негармонических периодических напряжений и токов, оценка их отличия от гармонических функций.

    презентация [432,2 K], добавлен 28.10.2013

  • Расчет токов и напряжений симметричного КЗ. Расчет токов и напряжений несимметричного КЗ, вид указывается в задании. Расчет токов симметричного КЗ с использованием ПК. Значения периодической составляющей тока и напряжения в месте несимметричного КЗ

    методичка [1,5 M], добавлен 05.10.2008

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.