Напряжение на тяговых двигателях электропоезда регулируют ступенями путем изменения числа витков вторичной обмотки трансформатора. Ступени подведенного к тяговым двигателям напряжения называют ступенями регулирования. Число их зависит от принятых значений колебаний тока при пуске.

При питании тяговых двигателей через преобразовательную установку напряжение на них даже на одной ступени регулирования не остается постоянным, а изменяется от тока нагрузки. Зависимость выпрямленного напряжения от тока' нагрузки (выпрямленного тока) на каждой ступени регулирования при неизменном напряжении контактной сети называют внешней характеристикой преобразовательной установки. Выпрямленное напряжение с/0, подведенное к тяговым двигателям, определяется по формуле

где с. „„ -- среднее значение выпрямленного напряжения при холостом ходе трансформатора; 'в среднее значение выпрямленного тока;

-v - индуктивное сопротивление трансформатора и первичной сети, приведенное к вторичной

обмотке трансформатора; 1. - коэффициент для учета влияния пульсаций выпрямленного тока на реактивное падение напряжения трансформатора. При обычно применяемой степени сглаживания пульсаций с помощью сглаживающих реакторов 1.= 1,11; Йой — приведенное к вторичной обмотке трансформатора обшее активное сопротивление первичной и вторичной обмоток трансформатора и сглаживающего реактора; \Ьи — падение напряжения в вентиле;

п - количество последовательно соединенных вентилей в двух плечах выпрямительного моста. Выпрямленное напряжение при холостом ходе

(-•',„> = 0,9 С",.. (41)

где 6'о — напряжение на вторичной обмотке тягового трансформатора для данной ступени регулирования.

Величина ^х!в представляет собой индуктивное падение напряжения, вызванное процессом коммутации, при котором выпрямленное напряжение равняется нулю. Здесь х, индуктивное сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к вторичной обмотке трансформатора, зависит от индуктивной составляющей напряжения короткого замыкания нкн, выражаемой в "процентах от номинального напряжения трансформатора. Индуктивное сопротивление

г = -^__ч±. (421

юо 1В1/

Таким образом, индуктивные потери напряжения равны

ф/в*0^/в-0.7-^/.. (43)

где 1вн — номинальный выпрямленный ток.

Общее активное сопротивление преобразователя 1уоб при мостовой схеме выпрямления

Л06 = с (4 + !< )к,. + Лср<ф. (44)

где -; — коэффициент, учитывающий уменьшение активного падения напряжения в цепи выпрямленного тока в период коммутации, для мостовой схемы выпрямления е= 0,7; Ал. — активное сопротивление соответственно первичной и вторичной обмоток трансформатора; кт — коэффициент трансформации тягового трансформатора; кэф. кВэф — коэффициенты эффективности соответственно переменного и выпрямленного тока;

/\\.р — активное сопротивление обмоток сглаживающего реактора. Коэффициент эффективности выпрямленного тока кВэф и коэффициент эффективности переменного тока кЪ1р зависят от степени сглаживания выпрямленного тока и при коэффициенте относительной пульсации выпрямленного тока х,,„ = 0,54-0,6 их можно принять:

к;ф = 0.94+0,95; 1св-,ф = 1,04, (45)

Рис. 112. Внешние характеристики преобразователей установки электропоезда ЭР9М

Обычно в целях упрощения расчетов внешние характеристики выпрямительных установок моторных вагонов строят для номинального напряжения сети 25 кВ без учета активного и индуктивного сопротивлений системы энергоснабжения.

Внешние характеристики выпрямительной установки зависят от ступени регулирования, так как каждой из этих ступеней соответствуют свои значения UBo, х и Ro6. На ступенях низкого напряжения из-за малого числа витков вторичной обмотки трансформатора сопротивления х и Ro6 значительно уменьшаются, соответственно уменьшается наклон внешних характеристик.

Построенные по приведенной формуле (40) внешние характеристики преобразователя (рис. 112) совместно с электромеханическими характеристиками двигателей используют для расчета скоростных, тяговых, энергетических характеристик моторного вагона и для расчета параметров электрооборудования цепей тяговых двигателей.

Схемы выпрямления переменного тока | Электропоезда переменного тока | Конструкция и характеристики полупроводниковых вентилей