§ 86. Способы перехода с одной ступени на другую при переключении секций обмотки тягового трансформатора

Переход по схеме с активным сопротивлением. Переход с одной ступени на другую осуществляют без разрыва силовой цепи и к. з. секций обмотки трансформатора с помощью переходного резистора (активного сопротивления), переходного реактора (индуктивного сопротивления) и полупроводниковых вентилей. Необходимая плавность пуска достигается выбором достаточно большого числа ступеней. При переходе по схеме с переходным резистором тяговые двигатели питаются от преобразователя, собранного по схеме моста (рис. 239, а) На 1-й ступени с напряжением СУТ1 преобразователь подключен к обмотке трансформатора контакторами 1 и А. Для перехода на следующую ступень без разрыва силовой цепи вначале включается контактор 2, затем отключается контактор /. При этом секция с напряжением ДС/, шунтируется переходным резистором г. Переход заканчивается включением контак-

тора Б и отключением контактора А (2-я ступень), что вызывает возрастание выпрямленного напряжения на

А-у, = ^.(Ут,-г/т1)=^.ду,.

Ток двигателей после включения контактора 2 и отключения контактора / зависит от сопротивления г. Он сохраняет неизменное значение 1^п, если значение г отвечает равенству г1ат[п = АЕ (здесь АЕ — приращение э. д. с. двигателя при увеличении скорости движения и уменьшении тока от 14ты до /„„,,„). При г1ат1п < < Аиа ток в цепи двигателей на переходной позиции, когда введено переходное сопротивление, больше 1аты и выпрямленное напряжение повышается, т е. переход не сопровождается временным понижением напряжения и потерей силы тяги. Следовательно, переходные ступени можно использовать в качестве промежуточных пусковых.

Напряжение ступени трансформатора увеличивают так, чтобы на переходной позиции ток увеличивался до /йшах. После уменьшения тока до 1Лтт должен вклю-

Рис. 239. Схемы перехода при переключении секций обмотки тягового трансформатора

357

маться контактор Б, что вызовет вновь увеличение тока до 1атах. Однако при этом увеличиваются потери в резисторе г и его размеры. Обычно переходные резисторы рассчитывают только на кратковременную нагрузку, которая определяется временем действия переключающих аппаратов, и число ступеней трансформатора выбирают без учета переходных ступеней. При переходе на 3-ю ступень процесс повторяется, т. е. вначале включается контактор 3, затем отключается контактор 2, включается контактор А и выключается контактор Б.

Переход с активным резистором широко применяют на э. п. с. при регулировании напряжения на стороне высшего напряжения.

Переход по схеме с переходным реактором. В этом случае к средней точке реактора ПР (рис. 239, б) присоединяют вывод преобразователя. На 1-й ступени замкнуты контакторы / и 2 и реактор ПР работает как делитель тока, распределяя нагрузку /т между двумя контакторами переключателя ступеней, так как м. д. с. его полуобмоток направлены встречно друг другу. При переходе на 2-ю ходовую ступень вначале выключается контактор /, а затем включается контактор 3. На этой промежуточной ступени к реактору прикладывается напряжение секции Д£/, и через его обмотку протекает ток намагничивания /ц. Создаваемый магнитный поток наводит в обмотке э. д. с. самоиндукции Е, отстающую от потока и тока /ц на 90°. В обмотке также имеются падения напряжения, обусловленные сопротивлениями гр и хр. Так как значения гр и хр малы, то напряжение на входе преобразователя возрастет до и = [Ут1 + Лс71/2, т е реактор в этом случае работает как делитель напряжения.

При выключении контактора / реактор присоединен одним концом к выводу обмотки трансформатора, через одну из его полуобмоток протекает весь ток нагрузки Ц и э. д. с. самоиндукции возрастает до Е' = ХрЦ (здесь Хр — индуктивное сопротивление полуобмотки реактора при токе /р). Если магнитная цепь реактора не насыщена, то Е' = ЕЦ/1^ = пЕ, т. е. э. д. с. самоиндукции возрастает в п раз. При большой э. д. с. Е' напряжение И\ на

преобразователе при переходе может оказаться меньше, чем I/,. Это вызовет уменьшение силы тяги. Поэтому хр нельзя выбирать произвольно большим.

Преимуществами использования переходного реактора являются возможность получения промежуточных ступеней напряжения при включении реактора на секцию и распределение тока нагрузки на два контактора, что имеет важное значение при регулировании на стороне низшего напряжения, когда токи нагрузки контакторов достигают 1300—1500 А. Кроме того, проще сам переход, для осуществления которого нужно выполнить две операции (выключить один и включить другой контактор), тогда как при активном переходном сопротивлении необходимы три операции

Однако при таком переходе значительно утяжеляется дугогашение на контакторах, разрывающих цепь намагничивающего тока реактора. В целях облегчения дугогашения в схеме рис. 239, в (применена на электровозах ВЛвО* и ВЛ80Т) цепь реактора при всех переходах предварительно разрывается одним из двух контакторов с дугогашением А или Б. Контакторы /—4 не размыкают цепь под током, а поэтому они не имеют дугогашения. Для облегчения дугогашения контакторами главного контроллера ЭКГ-8 реактор шунтируют конденсатором Сш и резистором гш. При разрыве цепи значительная часть магнитной энергии реактора расходуется на заряд конденсатора, затем энергия гасится в резисторе гш. Плавкий предохранитель П защищает цепь в случае пробоя конденсатора.

Переход по схеме с переходным реактором применяют на электровозах ВЛ60, ВЛ60", ВЛ80, ВЛ80К, ВЛ80Т, а также на электропоездах, где осуществляют ступенчатое регулирование напряжения на стороне низшего напряжения. Это обусловлено прежде всего его простотой и надежностью.

Переход по схеме с полупроводниковыми вентилями (вентильный переход). Полупроводниковые вентили для перехода с одной ступени напряжения на другую применяют как в симметричных схемах выпрямления, где выпрямленное напряжение изменяется в каждом полупе-

риоде одинаково, так и в несимметричных, в которых выпрямленное напряжение в зависимости от порядка замыкания контакторов изменяется несимметрично по полупериодам (это позволяет удвоить число ступеней по сравнению с симметричной схемой).

В схеме с несимметричным регулированием напряжения по полупериодам, которую применяют на электропоездах ЭР9 всех индексов, 1-я симметричная ступень получается при включенных контакторах / и А (рис. 239, г). При переходе на 2-ю ступень замыкается контактор 2. При этом в один полупериод подводится к преобразователю напряжение £/т1, в другой — напряжение (Ут1 -4- А(7ь т. е. происходит несимметричное выпрямление. Одновременное замыкание контакторов / и 2 не вызывает к. з. секции, так как встречно включенные вентили ВЗ и В2 исключают возможность протекания тока по цепи замкнутой секции. Переход на 3-ю ступень осуществляется включением контактора Б. В этом случае обе секции трансформатора подключаются к преобразователю в оба полупериода и обеспечивается симметричное выпрямление вентилями плеч /—IV Ответвления вентилей ВЗ и В1 обесточены, так как потенциал вывода контактора 2 выше, чем вывода контактора /. Переключения на последующие ступени происходят аналогично

Таким образом, переход с одной ступени напряжения на другую с помощью полупроводниковых вентилей обеспечивает бестоковую коммутацию в процессе переключений контакторов, исключает применение громоздких переходных реакторов и облегчает условия дугогашения в контакторах. Во время переходов с низшей ступени на высшую контакторы цепь с током не разрывают Во время перехода с высших ступеней на низшие, если контакты контактора размыкаются в бестоковый полупериод для данного плеча, то дуга не возникает, если же контакты размыкаются в токовый полупериод, то независимо от действия устройств дугогашения дуга будет гореть в течение полупериода.

Переход с помощью вентилей широко применяют на электропоездах со ступенчатым регулированием на стороне низ

шего напряжения. Попытки применить вентильный переход на электровозах (например, на электровозах ВЛ62-002 и др ) не дали положительного результата главным образом из-за трудности распределения нагрузки между несколькими контакторами.

Предыдущая Оглавление Следующая