CC BY
35
УДК 629.423
В. М. БЕЗРУЧЕНКО, О. Л. МАРЕНИЧ (ДПТ)
ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТР1В СТАТИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧ1В У СХЕМАХ СТЕНД1В ДЛЯ ВИПРОБУВАННЯ ТЯГОВИХ ДВИГУН1В ЛОКОМОТИВ1В
У CTarri наведений метод розрахунку napaMeTpiB статичних перетворювачiв, якими пропонуеться зам-нити електромaшиннi лiнiйний генератор та вольтододаткову машину у cxeMi традицшного стенду для ви-пробування тягових двигунiв локомотивiв.
В статье приводится метод расчета параметров статических преобразователей, которыми предлагается заменить электромашинный линейный генератор и вольтодобавочную машину в схеме традиционного стенда для испытания тяговых двигателей локомотивов.
In the article the method of static converters parameters calculation is resulted. It is proposed to replace the electromachine linear generator and balancing booster with static converters in the scheme of the traditional stand for test of locomotives traction engines.
Вступ
Вщомо, що протягом останшх декшькох де-сятюв роюв для випробування тягових двигушв локомотивiв застосовуеться система взаемного навантаження двигуна i генератора з вольтодо-датковою машиною (ВДМ) i лiнiйним генератором (ЛГ), яка забезпечуе потрiбнi процеси регулювання. У «традицiйнiй схемЬ>, тобто тш, яка була зроблена декiлька десятюв рокiв тому, для забезпечення потрiбних процесiв пiд час випробувань тягових двигушв застосовуються електричнi обертальнi машини. Але разом з цим сучасний стан нашвпровщниково! пере-творювально! техшки дозволяе замiнити елект-ромеханiчнi перетворювачi статичними, тобто ВДМ та ЛГ вщповщно на ВДП (вольтододатко-вий перетворювач) та ЛП (лiнiйний перетворю-вач). При цьому i зникае необхщшсть в приво-дних асинхронних двигунах, i пiдвищуеться коефiцiент корисно! дií установки, i зменшуеть-
ся шум, i т.д. Але при цьому виникае питання про визначення параметрiв ВДП та ЛП.
Матерiали та результати дослщжень
Розглянемо розрахунок параметрiв унiвер-сального стенду взаемного навантаження для випробувань тягових двигушв як електровозiв, так i тепловозiв.
Основнi пристро!, що входять у схему стенду, е так зваш «лшшш генератори» - ЛГ i «во-льтододатковi машини» - ВДМ, що компенсу-ють вщповщно втрати холостого ходу i елект-ричнi втрати.
У запропонованiй схемi цi машини замшю-ються статичними перетворювачами, якi у по-дальшому будуть позначенi ВДП та ЛП.
Параметри двигушв, що випробовуються, наведеш у табл. 1.
Таблиця 1
Основш параметри двигунiв, що випробуються на стендi
Параметр Годинна потуж-нiсть, кВт Напруга, В Струм, А Отр обмоток, при 20°С, Ом ККД, %
0.0332 - як.
AL4846dT 770 1500 545 0.0232 - г.п. 94.3
0.0127 - д.п.
ЭД118 305 463/700 720/476 0.0135 - як. 0.0105 - г.п. 0.00821 - д.п. 91.6
У схемi стенду задiянi двi однаковi машини, що випробуються. При цьому одна - М1 - пра-цюе у режимi двигуна, а шша - М2 - у режимi генератора, у коло якого послщовно шдключе-но ВДП.
Параметри ВДП i ЛП можуть бути визначе-нi, виходячи з наступних мiркувань.
Рiвняння балансу напруг для кш двигуна М1 та генератора М2 мае наступний вигляд: - для лшшного генератора:
и ЛП = Е +1Д •( ГЯ + 2гг.п. + Гд.п.) ; (1) и ЛП = Е2 + ЕВДП — 1Г • (ГЯ + ГГ.П. + ГЯ.ВДМ ), (2)
де ЕРС машини М1: Е1 < Е2 + ЕВдП .
Для цього випадку Е2 та Евда - ЕРС машини М2 та ВДП вiдповiдно;
1д та 1г - струми двигуна та генератора вщ-повiдно;
гЯ, гГП, ГдП - опори якоря, головних та до-
даткових полюсiв.
Оскiльки машини М1 та М2 однаковi, обер-таються з однаковими кутовими швидкостями, то можна вважати !х ЕРС рiвними, тобто
Е1 = Е2 .
У цьому випадку, прирiвнявши правi части-ни рiвнянь (1) та (2), отримаемо вираз для на-пруги ВДП:
Таблиця 2
и = Е -I • г
ВДП ВДП ■'г 'Я. ВДП
''Д •(
Гя + Ггп + Гдп) + IГ •(Гя + Гд.п.) . (3)
Я 1 'Г.П. 1 'Д.П.
иВДП = 21 • (гЯ + ГГ.П. + ГД.П. ) .
(4)
Основш параметри ВДП
^^^Пара- Двигун Напруга, В Потужтсть, кВт Струм, А
АЬ4846аТ 104 57 550
ЭД118 64 46 720
Але струми обох ввiмкнених послiдовно машин М1 та М2 1д = 1Г = I, тому, перетворивши рiвняння (3), отримаемо:
Помноживши обидвi частини рiвняння (4) на величину струму I, визначимо необхщну по-тужнiсть ВДП.
Близьюсть наведених у табл. 2 параметрiв для рiзних тягових двигунiв дозволяе викорис-товувати одну й ту саму ВДП, але з урахуван-ням необхiдних за ГОСТ 2582-81 переванта-жень за струмом, рiвних подвiйному часовому струму.
Таким чином, параметри ВДП у схемi стенда взаемного навантаження, що використову-ються, повиннi бути наступними:
Напруга иВДП = 208 В (220 В);
Струм 1ВДП = 1440 А (1450 А);
Варто оговорити, що даш параметри е мак-симальними i обраними з тих мiркувань, що напiвпровiдниковi прибори не припускають таких перевантажень за струмом, на вiдмiну вiд використання електромеханiчних перетворювачiв.
Напруга ЛП визначаеться за рiвнянням (1) у припущеннi, що ЕРС Е1 « 0.96 • и = 1440 В для двигуна АЬ484баТ. Тодi иЛП = 1510 В.
Сумарш втрати у двигуш:
Р 770
I р=^ (1 - п)=ш (1 - 0943) = 465 кВт. (6)
Оскiльки ВДП та ЛП компенсують усi втрати потужностi машин М1 та М2, що випро-бовуються, потужнiсть ЛП може бути визначе-на як рiзниця суми втрат в обох машинах i по-тужнiсть ВДП з табл. 2.
Варто зазначити, що ЛП для двигуна АЬ4846^ повшстю забезпечить також випро-бування двигуна ЭД118.
Рлп = 21 р - Рвдп = 2 • 46.5 - 57 = 36 кВт, (7)
Рвдп = ивдп • I = 212 • (Гя + Гг.п. + Гдл. ) . (5) а струм
Варто звернути увагу на необхiднiсть, зпдно з ГОСТ 2582-81, звести ус опори, що приведенi у табл. 1, до температури 115 °С. Для цього значення опорiв необхщно помножити на кое-фiцiент 1.38.
З урахуванням вищезазначеного, згiдно рiв-няння (5), напруга, потужнiсть i струм ВДП на-бувають для тягових двигушв, що розгляда-ються, наступних значень, наведених у табл. 2.
I ЛП = Рлп = 36000 £ 25 А.
и Л
1510
(8)
Визначенi з рiвнянь (7) та (8) величини для двигуна ЭД118 вщповщно дорiвнюють 10 кВт i 20 А при мшмальнш напрузi на колекторь
Згiдно ГОСТ 2582-81, тяговi двигуни по-виннi бути розраховаш на напругу, встановлену для режиму електричного гальмування, тобто
на напругу 2000 В, яку варто прийняти за ном> нальну напругу ЛГ. З урахуванням цього пара-метри ЛП повиннi бути наступними:
Напруга: иш = 2000 В;
Струм: 1Ш = 30 А;
Потужнють: Рш = 60 кВт.
Примгтка: ц параметри, як i параметри ВДП повиннi бути уточнеш з урахуванням правил ремонту.
Висновки
Запропонований спосiб визначення параме-трiв ВДП та ЛП може бути застосований при
визначенш параметрiв стенду, призначеного для випробування двигунiв будь-якого типу або декшькох типiв (унiверсальний стенд).
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Безрученко, В. М. Тягов1 електричш машини електрорухомого складу [Текст] / В. М. Безрученко, В. К. Варченко, В. В. Чумак. - Д.: Вид-во ДНУЗТ. 2003. - 252 с.
2. Гольдберг, О. Д. Испытания электрических машин [Текст] / О. Д. Гольдберг. - М.: Высш. шк., 1990. - 255 с.
Надшшла до редколегп 28.11.2008.
