Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Февраля 2013 в 14:38, реферат
Переключение тяговых двигателей с одного соединения на другое называют переходом. Наиболее просто переход можно осуществить следующим образом: отключить тяговые двигатели от контактной сети , произвести необходимые переключения (перегруппировку двигателей) и снова подключить их к контактной сети. Сила тяги сначала снизится до нуля, а затем при включении тяговых двигателей по новой схеме возникнет ее бросок. Поэтому такой переход на магистральных электровозах не применяют.
по дисциплине:
«Электротяга»
на тему:
«Перегруппировка тяговых двигателей».
Выполнил студент
Чтобы увеличить скорость движения, нужно повысить напряжение, подводимое к двигателю. Это достигается перегруппировкой тяговых двигателей в силовой цепи электровоза.
Переключая двигатели с одного соединения на другое, можно получить на каждом из них три значения при выведенном реостате:
Напряжение, В, при соединении:
Буквы в скобках- это условные обозначения соединения двигателей. В период эксплуатации первых электровозов вместо термина «последовательное соединение» использовали «сериесное», отсюда буквы «С» в обозначениях. Строго говоря, высшее (по напряжению) соединение двигателя не является чисто параллельным, так как в каждую ветвь включено последовательно два двигателя.
Переключение тяговых
двигателей с одного соединения на
другое называют переходом. Наиболее просто
переход можно осуществить
Переходы с одного соединения тяговых двигателей на другое осуществляют: а) коротким замыканием части двигателей, б) параллельным подключением к переключаемым двигателям резисторов по схеме моста, в) с помощью вентильного перехода. При всех перечисленных способах перегруппировки тяговых двигателей теряется часть силы тяги, но в разной степени.
В процессе перехода коротким замыканием в обмотках якоря двигателей продолжает индуцироваться ЭДС вследствие остаточного магнетизма, и двигатели кратковременно работают в генераторном режиме, создавая тормозной момент. На современных восьмиосных электровозах переход с последовательного на последовательно-параллельное соединение осуществляют замыканием части двигателей секциями пускового реостата, благодаря чему снижается генераторный ток (тормозной момент). На электровозах ВЛ-11 в цепь отключенных двигателей вместо резисторов включены полупроводниковые диоды-приборы с односторонней электрической проводимостью. Это обеспечивает размыкание цепи для генераторного тока.
Операции перехода осуществляют с помощью аппаратов, называемых групповыми переключателями, которые называют еще групповыми контакторами, или кулачковыми переключателями. В них имеется один общий привод для нескольких контакторов. Собирают групповые переключатели из поставленных в ряд контакторных элементов. Контакторные элементы такого типа называют механическими, или кулачковыми, так как включение или отключение осуществляется механическим воздействием кулачкового вала переключателя.
В отличие от индивидуальных групповые контакторы используют в цепях, где необходимо производить цикл переключений в определенной последовательности, в том числе и для переключения двигателей с одного соединения на другое.
На восьмиосных электровозах для перехода с последовательного соединения на последовательно-параллельное, осуществляемого замыканием четырех тяговых двигателей на секции пускового реостата, применены групповые переключатели, имеющие четыре контакторных элемента, вал с четырьмя кулачками (по числу контакторных элементов), пневматический привод и блокировочное устройство. Кулачки (рис 1) имеют выступы и впадины. Выступы кулачков при повороте вала набегают на ролики подвижных контактов, что приводит к замыканию контактов контакторных элементов; впадины позволяют контактам размыкаться.
Последовательность замыкания и размыкания контактов группового переключателя определяется очертанием кулачков и взаимным расположением их на валу. Пневматический привод (рис 2.) включает в себя цилиндр, два поршня, соединенных зубчатой рейкой, два электромагнитных вентиля В1, В2 и воздухопроводы, подводящие к приводу сжатый воздух. Чтобы управлять подачей сжатого воздуха, используют электропневматические вентили. Вентиль В1 включающего типа, вентиль В2-выключающего. Выключающий вентиль отличается от включающего только расположением клапанов. При обесточенной катушке выключающий вентиль открывает доступ сжатому воздуху в полость цилиндра. Если же возбудить катушку, то полость цилиндра через вентиль сообщится с атмосферой.
Привод группового переключателя имеет два фиксированных положения. Одно из них он занимает, когда катушки вентилей обесточены. Тогда сжатый воздух поступает в левую полость цилиндра и поршни перемещаются в крайнее правое положение. В другом положении привод находится, когда катушки возбуждены. В этом положении левая полость цилиндра сообщается с атмосферой, а правая –с источником сжатого воздуха. Поршни перемещаются влево, вместе с поршнями перемещается зубчатая рейка, вращающая зубчатое колесо и кулачковый вал. Контакторные элементы, контакты которых включены в силовую цепь, производят соответствующее переключения, необходимые для перехода с последовательного на последовательно-параллельное соединение тяговых двигателей.
Перед тем, как начать перегруппировку двигателей, включают в их цепь секции R1 и R2 пускового реостата, разомкнув контакты индивидуальных контакторов 1 и 2 (рис3а).
Это необходимо в связи с тем, что после отключения четырех двигателей из восьми, включенных последовательно, сопротивление обмоток двигателей и сумма ЭДС в обмотках якорей уменьшается в два раза, что вызовет резкий бросок тока и срабатывание защиты. Кроме того, необходимо подготовить включение резистора R2 для уменьшения тока, генерируемого двигателями V-VIII после замыкания контакторного элемента 4. Поэтому резистор R2 включен между тяговыми двигателями IV и V.
Затем включаются катушки вентилей В1 и В2 группового переключателя (рис 2). Поршень, перемещаясь справа налево, поворачивает вместе с зубчатым колесом кулачковый вал привода по часовой стрелке. Выступы и впадины кулачков расположены так, что сначала включаются контакты контакторного элемента 4 (рис 3б). Вследствие этого двигатели V-VIII замыкаются на резистор R2.
При дальнейшем повороте кулачкового вала выключается контакторный элемент 3, в результате чего остаются подключенными к контактной сети тяговые двигатели I-IV вместе с резистором R1, а двигатели V-VIII отключаются от нее (рис 3в).
Затем включается контакторный элемент 5 группового переключателя ПкГ, тяговые двигатели V-VIII с резистором R2 подключается параллельно двигателям I-IV и к контактной сети (рис 3г).
Переход завершается включением индивидуального контактора 6, соединяющего параллельно резисторы R1 и R2 (рис 3д). Это позволяет ввести общий реостат R1 и R2 в две параллельные цепи тяговых двигателей. Затем, осуществляя различные соединения секций реостата с помощью индивидуальных контакторов, постепенно уменьшают его сопротивление до нуля.
Переход на параллельное соединение двигателей в принципе не отличается от перехода на последовательно-параллельное, только теперь к двум парам тяговых двигателей подключаются раздельно и параллельно секции пускового реостата. Переход осуществляется на восьмиосных электровозах двумя групповыми переключателями. Устройство и действие их такие же, как и у описанного выше. Разница заключается лишь в том, что вместо четырех каждый из них имеет по шесть контакторных элементов.
На отечественных шестиосных электровозах используют один групповой переключатель (вместо трех у восьмиосных), осуществляющий в заданной последовательности переключение двигателей с одного соединения на другое. Конструкция таких переключателей более сложная, так как у них уже не один, а два цилиндра с поршнями соединены зубчатой рейкой или двумя рейками, которые зубчатым колесом поворачивают кулачковый вал. Вал фиксируется в трех положениях в соответствии с тремя соединениями двигателей.
При переходе по схеме моста, применяемом на пассажирских электровозах ЧС1 и ЧС3, электровозе двойного питания ВЛ82м, нужно иметь два реостата с равными сопротивлениями (рис 4). Если их выводы включит накрест к точкам а и б (участок а-б называют мостом), ток не пойдет через контактор К и его можно отключить, не разрывая цепи.
После отключения контактора двигатели будут соединены параллельно, но ток, проходящий по их обмоткам, останется прежним, так как в цепь каждого двигателя включена секция резисторов. Следовательно, сила тяги электровоза при этом не изменится. Выводя постепенно секции резисторов R, переходят на ходовую безреостатную характеристику параллельного соединения. Ток в параллельно включенных резисторах и двигателях могут быть равны только при строго определенных скоростях и напряжениях в контактной сети. В других случаях ток в мосте а-б не будет равен нулю.
Электровоз ВЛ11 может работать в составе трех и четырех секций; на нем предусмотрено три соединения двигателей: последовательное, последовательно-параллельное и параллельное. При последовательном соединении в трехсекционном варианте тяговые двигатели всех секций соединены последовательно (на каждый двигатель приходится 250 В). Если электровоз состоит из четырех секций, включается последовательно тяговые двигатели двух секций. На последовательно-параллельном соединении четыре тяговых двигателя каждой секции соединены последовательно, на параллельном соединении - параллельно, по два двигателя в каждом плече.
Предусмотрена возможность работы одной секции. В этом случае с последовательного соединения четырех двигателей на параллельное (по два в каждом плече) двигатели переключают, применяя вентильный переход. При этом упрощаются операция перегруппировки тяговых двигателей, а время переключения уменьшается. Принцип вентильного перехода для двух группировок двигателей пояснен на рис.5.
Сначала при выведенных пусковых реостатах R1 и R2 (замкнуты контакторы 1.2.3.4.5.6) и последовательном соединении двигателей (контакторы 7 и 8 разомкнуты) выключается контактор 8 и в цепь вводится диод VD. Затем после отключения контакторов 3,4,5 в цепь двигателя вводятся параллельно включенные реостаты R1 и R2. чтобы соединить двигатели параллельно, включают контакторы 7 и 9. Диод VD при этом обеспечивает разделение параллельных цепей двигателей. Контакторы 4,7,8 и 9 выполняют групповыми. При одновременном замыкании контакторов 7и 9 снижение тока и силы тяги в процессе перегруппировки связано только с предварительным введением реостатов. В продолжительном режиме тяги на последовательном соединении двигателей диод VD шунтирован контактором 8.
Для обратного перехода с параллельного соединения на последовательно-параллельное и наконец, на последовательное, что необходимо в случае уменьшения скорости поезда, прекращают в определенной последовательности питание катушек группового переключателя. Кулачковые валы под воздействием перемещающихся поршней поворачиваются в противоположном направлении, производя соответствующие переключения.
Таким образом, используя различные группировки двигателей, можно получить сразу несколько ходовых характеристик.
Список использованной литературы:
1. Сидорова Н.Н. «Электровозы». М.