CC BY
17
УДК 621.313.222:62-83
АНДРШНКО П.Д., ШИЛО С I. КАПЛШНКО О.О. ШЕВЧЕНКО Н.М. (ЗНТУ)
ДОСЛ1ДЖЕННЯ РЕОСТАТНО-РЕКУПЕРАТИВНОГО ГАЛЬМУВАННЯ У СИСТЕМ1 1МПУЛЬСНОГО РЕГУЛЮВАННЯ СЕР1ССНОГО ЕЛЕКТРОДВИГУНА
В даний час в електротранспорт застосо-вуються електроприводи з серiесними електро-двигунами постiйного струму. Область засто-сування електроприводiв постiйного струму з двигунами послщовного збудження (ДПЗ) досить широка - тяговий електропривод рухомого складу мюького та залiзничного транспорту. Пов'язано це з тим, що змша моменту навантаження для даних механiзмiв добре узгоджуеться з електромехашчно! характеристикою ДПЗ. 1стотним чинником шдвищення рентабельностi роботи електро-транспорту в цшому може бути замiна юну-ючого ТЕП на бiльш сучасш !х види.
1снуе кiлька схем регулювання швидкостi серiесного двигуна постшного струму (ДПС), це: реостатному i iмпульсна схеми.
Найбiльш поширена реостатному схема регулювання швидкосп серiесного ДПС [1], мае таю недолши як:
- наявшсть велико! кiлькостi контактно! апаратури;
- втрати в пускових резистора, що знижують ККД;
- наявшсть додаткового обладнання для шдтримки струму збудження в режимi динамiчного гальмування;
- необхiднiсть проведення частих дiагностик i технiчного обслуговування, що шдвищуе витрати на експлуатацiю рухомого складу.
Отже, даний вид тягового електропривода (ТЕП) е досить неефективним i не електро-енергоекономiчним.
З розвитком силово! електронiки найбшьш рацiональним способом усунення недолiкiв, наведених вище, е застосування iмпульсних регуляторiв частоти обертання ДПС, що дозволяе знизити до мшмуму число одиниць контактно! апаратури i знизити споживання електроенергi! в режимi пуску, гальмування, вибшу [2].
1мпульсна схема е бшьш економiчною, але в режимi електромагнiтного гальмування вимагае наявностi додаткового обладнання, для шдтримки струму в обмотщ збудження. Тому авторами була запропонована модершзащя
iмпульсно! схеми, яка дозволить спростити !! та зробити ТЕП бшьш електроенергоекономiчним.
Актуальнiстю дано! статп е необхiднiсть дослiдження електромагттних процесiв в модернiзованiй схемi iмпульсного регулювання в режимi рекуперативно-реостатного гальмування.
При моделюванш були прийнятi наступш допущення: магнiтна система двигуна не насичена, так само не враховувалося вплив реакци якоря.
Технiчнi характеристики тягового двигуна 1ДТ-003.5У [3]:
номшальна напруга, и = 750 В; потужшсть, Р = 235 кВт; сила струму, I = 300 А; частота обертання, п = 1250 хв-1; маса, т = 2300 кг.
Параметри iмiтацiйно! моделi цього двигуна розраховувалися за методикою, наведеною в [4].
Метою цiе! статп е дослiдження електро-магнiтних процешв у вдосконаленiй схемi з регулювання частоти обертання тягового електродвигуна постшного струму послщовного збудження (ДПВ) 1ДТ-003.5У в режимi реостатно-рекуперативного гальмування при рiзних сшввщношеннях струму якоря та струму збудження.
Дане дослiдження проводилось на базi дослiджень [5, 6].
Проведено дослщження електромагнiтних процесiв у режим гальмування за умови рiвностi струму обмотки якоря двигуна i струму обмотки збудження при значеннях :
1ном, яке дорiвнюе 300 А, 0,751ном, 0,51ном, 0,25 1ном.
Результати дослщжень наведенi на рис. 2 В результат проведених дослiджень визначили прямолшшну залежнiсть струму рекуперацi! i гальмiвного моменту вiд струму якiрно! обмотки двигуна i струму обмотки збудження - при !х збiльшеннi шдвищуються гальмiвний момент i струм рекупераци.
Проведемо дослiдження електромагнiтних процесiв при рiзних спiввiдношеннях струму якоря двигуна i струму збудження обмотки за умови постшносп гальмiвного моменту.
а)
§ вш
б)
в)
-1000 -2000 -3000
0 5
эес
-3000
--заве
-3400
0.145 0.Ш 0.155 0.16
Рис. 2. Графiчнi залежностi, що iлюструють результати моделювання: а) осцилограма струмiв обмоток якоря (1а) i збудження (1^) в режимi 1а = Т/=300А; б) швидкiсть гальмування; в) галышвний момент;
Задаемось значеннями гальм1вного моменту величиною 1 кН, 2 кН, 3 кН, 4 кН. Для гальм1вного моменту 1 кН отримуемо граф1чш залежносп, наведет на рис. 3.
Зважаючи на здаттсть дано! схеми працювати з р1зними сшввщношеннями струм1в обмоток якоря та збудження можна зробити висновок про те, що модертзована схема дозволяе використовувати ДПЗ як двигун постшного струму незалежного збудження з отриманням вщповщних експлуатацшних характеристик.
Для отриманих значень струм1в при кожному момент гальмування будуемо залежносп та отримуемо с1мейство кривих, наведене на рис. 4.
В результат проведених дослщжень отримали значення сшввщношень струм1в, за
якими можливе зд1йснення певного гальм1вного моменту при заданому струм1 рекуперацн, перевищення якого неприпустиме для тягово! електромережi в раз1 вщсутност споживач1в на вщповщнш дшянщ затзнищ.
Висновки:
1. Проведено моделювання електромагш-тних процес1в широтно-1мпульсного регулю-вання струму тягових електродвигушв постш-ного струму в режим1 рекуперативно-реостатного гальмування.
2. Побудовано с1мейство кривих сшввщ-ношень струм1в обмоток якоря, збудження та струму рекуперацн для гальм1вних моментв 1 кН, 2 кН, 3 кН, 4 кН.
a)
в)
Рис. 3. Графiчнi залежносп, що iлюструють результати моделювання рекуперативно-реостатного режиму гальмування електропойда при рiзних спiввiдношеннях струмiв обмоток якоря (Ia) i збудження (If) для моменту 1 кН (а-г): а) режим Ia=If=170A; б) режим Ia=220A If=140A; в) режим Ia=255A If=115A
г)
Рис. 3. Графiчнi залежносп, що iлюструють результати моделювання рекуперативно-реостатного режиму гальмування електропойда при рiзних сшввщношеннях струмiв обмоток якоря (Ia) i збудження(If)
для моменту 1 кН: г) режим Ia=289A If=90A;
Рис. 4. Омейство кривих спiввiдношень струмiв для гальмiвних моментiв 1 кН, 2 кН, 3 кН, 4 кН
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИИ СПИСОК
1. Електричт машини та м1кромашини / В. П. Метельський - Запор1жжя : ЗНТУ, 2005. - 616 с.
2. Тугов Н. М. Полупроводниковые приборы / Н. М. Тугов, Б. А. Глебов, Н. А. Чарыков. - М. : Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.
3. Пегов Д. В. Руководство по устройству электропоездов ЭТ2, ЭР2Т, ЭД2Т, ЭТ2М / Д. В. Пегов, П. В. Бурцев, В. Е. Андреев - М. : Центр коммерческих разработок, 2003. - 184 с.
4. Герман-Галкин С. Г. Электрические машины: Лабораторные работы на ПК / С. Г. Герман-Галкин, Г. А. Кардонов. - СПб. : Учитель и ученик, Корона-принт, 2003. - 256 с.
5. Андриенко П. Д. Исследование динамики сериесного электродвигателя с различными импульсными схемами регулирования /
П. Д. Андриенко, А. О. Каплиенко, С. И. Шило // Електротехшка та електроенергетика. - 2007. -№ 1. - C. 1-5.
6. Андриенко П. Д. Исследование режимов торможения в системе импульсного регулирования сериесного электродвигателя / П. Д. Андриенко, С. И. Шило, И. Ю. Немудрый // Електротехшка та електроенергетика. - 2007. - № 2. - C. 1114.
Ключовi слова: електродвигун, послщовне збудження, постшний струм, рекуперащя, гальмування, ¡мпульсне регулювання
Ключевые слова: электродвигатель, последовательное возбуждение, постоянный ток, рекуперация, торможение, импульсное регулирование
Keywords: electric motor, series exciting, direct current, recuperation, braking, pulse control.
