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 14.05.2015Влияние 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 14.08.2013Изучение 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 19.04.2010Количественная 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 21.01.2013Перерастание 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 09.10.2014Практические 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 29.06.2012Определение 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 30.07.2015Электрические 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 29.03.2016Понятие 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 28.10.2013Расчет 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