CC BY
10
УДК 629.4.069
Прилепський Ю.В., к.т.н. (Дон1ЗТ) ЧернякЮ.В., к.т.н. (Дон1ЗТ) Фичак В.Г., асистент (Дон1ЗТ)
НАЛАШТУВАННЯ Ф1ЗИЧНО1 МОДЕЛ1 СИСТЕМИ РЕКУПЕРАЦП ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ3Т НА ОПТИМАЛЬНУ ЧАСТОТУ
ПЕРЕТВОРЕННЯ
Постановка питання. В рамках дослщжень по розробщ системи рекупераци електрично! енерги на маневрових тепловозах ЧМЕ3Т створена фiзична модель для вивчення проце^в рекупераци електрично! енерги з i! накопиченням у конденсаторах надвелико! емност^
Для повного використання енерги, що накопичуеться, рекуперативна система фiзичноi моделi побудована на принципi перетворення електрично! енерги, тому одним з важливих показникiв роботи е вибiр оптимально!' частоти роботи iмпульсного перетворювача.
Мета. У даному дослiдженнi визначався вплив частоти iмпульсного перетворювача на основш електричнi параметри системи.
Основу iмпульсного перетворювача складае iмпульсний трансформатор. Для зменшення розмiрiв iмпульсного трансформатора використовували феромагнiтнi магнiтопроводи, що працюють на пiдвищених частотах. Частоту рекуперативно! системи для дослiджень обирали в iнтервалi 1...12 кГц. Нижнiй кордон дiапазону лiмiтували розмiри рекуперативно! системи, а верхнш - наявнiсть поверхневого ефекту зростання щшьност струму при зростанш його частоти, що може викликати потребу в додатковому (примусовому) охолодженш струмопровiдникiв. Параметри трансформатора наведеш в таблицi 1. Схема тдключення iмпульсного трансформатора до силового блоку показана на рисунку 1.
В якост параметрiв реестрували напругу живлення ^мгтатор накопичувача електрично! енерги), напругу на колекторi одного iз двох IGBT транзисторiв, до якого приеднана половина первинно! обмотки iмпульсного силового трансформатора, а також струм живлення силового блоку рекуперативно! системи.
Таблиця 1 - Конструктивы параметри 1мпульсного трансформатору
Найменування параметру Один. вим1ру Знач. параметру
Марка матер1алу магштопроводу — 2500НМ
Зовшшнш д1аметр магштопроводу, D мм 100
Д1аметр вжна магштопроводу, d мм 60
Висота магштопроводу, h мм 20
Кшьюсть витюв колекторно! обмотки, wк — 2 х 20
Кшьюсть витк1в вторинно! обмотки, W2 — 35
Розм1ри прямокутного перетину проводу колекторно! обмотки, а х Ь мм 2 х 1
Розм1ри прямокутного перетину вихщно! обмотки, а х Ь мм 2 х 1
1 Ф
ш
о '
еч
еч
Ста билизированн ый источник питания
+ -0-
12 В
3>-
Л
8<|
VD1 КД206Б
I 5>"
¡¡!
ъ. & 6
л
9(1
У02 КД206Б
-в + ис
7
6
7
1
2
Рисунок 1 - Принципова схема з'еднання 1мпульсного трансформатора з силовим блоком рекуперативно! системи
Результати дослщження впливу частоти на зазначеш параметри представлен в таблиц 2, а в граф1чнш форм1 - на рисунку 2.
Таблиця 2 - Вплив частоти коливань на параметри рекуперативно! системи при RH = 0
Значення параметрiв
№ з/п /, ик, ип, 1п,
Гц В В А
1 1497 19,9 23,7 2,68
2 2045 24,5 27,2 2,02
3 2960 30,0 30,8 1,33
4 4036 33,5 33,4 0,88
5 5051 33,8 34,7 0,68
6 6006 31,2 35,7 0,55
7 7035 28,6 35,5 0,58
8 8114 28,6 34,8 0,72
9 9090 28,3 33,7 0,86
На рисунку 3 наведеш осцилограми змши напруги на виходi iмпульсного трансформатора для дослiдiв 1, 6 та 9 (див. таблицю 2).
Як виходить з наведених результата, характер ходу кривих не однозначний. Так для величини струму спостер^аеться початкове зниження з тдвищенням частоти iмпульсiв до рiвня приблизно 6000 Гц, а починаючи з частоти приблизно 7000 Гц i вище спостерiгаеться зростання струму.
Висновки. Використання в експеримент iмпульсного трансформатора дозволяе тдтримувати струм холостого ходу системи на низькому рiвнi, що е цшком приемним.
Наявнiсть на осцилограмах зон коливань зi значною амплiтудою свщчить про те, що мiж моментом закриття одного з IGBT транзистора та вщкриттям iншого е певний промiжок часу.
Рисунок 2 - Залежнють параметр1в рекуперативно! системи вщ частоти 1мпульс1в при застосуванш
1мпульсного трансформатора типу II
Зб1рник наукових праць Дон1ЗТ. 2009 №19
а) частота розгортки 500 Гц (0,2 мс/дш); чутшсть вертикального каналу 50 В/дш
б) частота розгортки 2 кГц (50 мкс/дш); чутшсть вертикального каналу 50 В/дш
в) частота розгортки 2 кГц (50 мкс/дш); чутшсть вертикального каналу 50 В/дш
Рисунок 3 - Осцилограми напруги на виход1 1мпульсного трансформатора для дослщу №1 (а), №6 (б) та №9 (в) (див. таблицю 2)
Список лтератури
1. Тепловоз ЧМЭ3, ЧМЭ3Т: Пособие машинисту. - М.: Транспорт, 1990. -
381с.
2. Нотик З. X. Тепловозы ЧМЭ3, ЧМЭ3Т, ЧМЭ3Э: Пособие машинисту. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1996. 444 с.
3. Варакин А.И., Варакин И.Н., Менухов В.В. Применение электрохимических конденсаторов в составе гибридных силовых установок маневровых и магистральных тепловозов // НТТ, 2007, № 2.
