§ 91. Регулирование частоты вращения роторов вентильных тяговых двигателей
Вентильный двигатель (см. § 39) является синхронной электрической машиной и может быть выполнен с различными системами возбуждения. В качестве примера рассмотрим регулирование частоты вращения роторов вентильных двигателей с независимым возбуждением на опытном электровозе ВЛ808. Каждый вентильный двигатель должен иметь самостоятельный преобразователь, управляемый синфазно с вращением своего ротора. На электровозе ВЛ80В регулирование частоты вращения роторов вентильных двигателей при пуске и во время движения осуществляют изменением питающего напряжения и путем ослабления возбуждения. Каждый вентильный двигатель представляет собой отдельный блок, содержащий двухполюсный разъе-динитель-отключатель Р (рис. 246) для отключения блока при его неисправности, сглаживающий реактор СД, уменьшающий пульсацию выпрямленного тока, преобразователь частоты и числа фаз ПЧФ с тиристорами 7ВЗ выпрямительного звена и Тт инверторного. В блок входят также линейные контакторы ЛК1 и ЛК2 для оперативных отключений двигателя и разрыва цепи статорных обмоток при движении резервом и короткозамыкатель с четырьмя контактами К.1—К4, защищающий ПЧФ в аварийных режимах. После замыкания контактов К1—К4 при к.з. во вторичной обмотке трансформатора Тр отключается главный выключатель ГВ, а при к.з. статорной обмотки двигателя
цепь разрывается контакторами ЛК1, ЛК2 после отключения тока возбуждения.
Преобразователь ПЧФ с неявно выраженным звеном постоянного тока позволяет осуществлять поочередное питание фаз статорной обмотки. В нем одни и те же тиристоры выполняют функции выпрямления переменного тока на входе в статорную обмотку (сетевая коммутация) и коммутации тока в статорной обмотке в соответствии с изменениями положения ротора (машинная коммутация). Это обеспечивает более высокий к.п.д. преобразователя по сравнению с к.п.д. преобразователя, имеющего явно выраженное звено постоянного тока, где в любой момент времени цепь тока замыкается последовательно через два комплекта вентилей — выпрямляющие и коммутирующие.
Система автоматического управления вентильными двигателями (САУ) состоит из пяти устройств. Устройство / выполнено в виде контроллера машиниста КМ, с помощью которого машинист управляет главным контроллером ГК и ступенями изменяет напряжение, подводимое к ПЧФ
Устройство // управляет вентилями выпрямительного звена. Путем сравнения истинного и заданного значений токов якоря и задержки сигналов относительно времени перехода питающего напряжения через нуль оно автоматически ограничивает ток в обмотке статора (якоря). Это устройство позволяет осуществить плавный пуск электровоза. Основное же назначение его — обеспечение устойчивой работы инверторного звена ПЧФ.
Устройство /// служит для управления двигателем в режиме трогания. Оно автоматически включает в работу вентили инверторного звена ПЧФ так, что между магнитным потоком двигателя и током в катушках обмотки статора поддерживается угол, близкий к 90°. Этим обеспечивается максимальный пусковой момент.
Устройство IV осуществляет управление вентилями инверторного звена ПЧФ при частотах вращения, больших 5% номинальной. Оно выдает сигнал на открытие вентилей инверторного звена
Рис. 246. Упрощенная схема силовой цепи четырехосной секции опытного
электровоза ВЛ80В
таким образом, что импульсы несколько опережают э.д.с. вращения двигателя. Устройства /// и IV действуют автоматически.
С помощью автоматического устройства V регулируется возбуждение двигателя. Пока частота вращения ротора увеличивается вследствие возрастания подводимого к нему напряжения, устройство V совместно с управляемым выпрямителем-возбудителем поддерживает магнитный поток двигателя неизменным.
После достижения номинального напряжения дальнейшее увеличение частоты вращения происходит в результате ослабления возбуждения. Это же устройство служит и для выравнивания нагрузок параллельно работающих вентильных двигателей
Реверсирование вентильных двигателей осуществляют, переключая цепи управления бесконтактными реле, которые изменяют очередность подачи импульсов на фазы инверторов.