Регулирование скорости в цепи двигателя

Для получения достаточно высоких скоростей сообщения при движении с частыми остановками на коротких перегонах, а также для снижения потерь энергии в пусковых реостатах пуск стремят­ся осуществлять при высоких уско­рениях. При этом нарастание уско­рения должно быть достаточно плавным, так как на пассажиров оказывает влияние производная ус­корения по времени, т. е. величина da / dt .

 

 

                         Рис. 5.3.1. Пусковая диаграмма бесступенчатого пуска

 

 

Плавные системы пуска могут обеспечить при ограниченном сцепном весе и максимальном токе отно­сительно большие ускорения, но обычно требуют более сложной электрической аппаратуры (по срав­нению с аппаратурой для ступенча­того пуска).

К плавным можно отнести мел­ко ступенчатые системы с коллектор­ными и клавишными контроллерами.

Наиболее рациональна пусковая диаграмма бесступенчатого пуска ABC (рис. 5.3.1). Для плавного трогания с места при пуске, а также уменьшения динамических воздействий на тяговую пере­дачу начальное ускорение следует выбирать не более а_нач= 0,3÷0,4 м/с² при ненагруженном подвижном составе. По этому уско­рению и характеристике силы тяги можно определить начальный пусковой ток I_нач. Далее ускорение должно постепенно возрастать до максимального установившегося значения а_у, которому соответ­ствует ток t_у. Время нарастания ускорения t_нач должно быть вы­брано таким, чтобы скорость изменения ускорения а' от a_нач ( G _т / G _н ) до а_у не превышала 1,5—2 м/с²; при нормальной нагрузке подвиж­ного состава                

                                   ,                                  (5.3.1)

 

где G_T и G_H— масса подвижного состава, соответственно ненагруженного и нормально нагруженного.

Установившееся значение ускорения выбирают для пуска нормально нагруженного состава на горизонтальной площадке. При этом нужно следить за тем, чтобы при наиболее тяже­лом пуске максимальное значение пускового тока не превышало допустимого тока по условиям коммутации, а соответствующая ему сила тяги не превышала предельной силы тяги по условиям сцепления. При расчетах максимальный ток двигателя (при плав­ном пуске /_у) нежелательно выбирать больше I_макс= (1,8÷1,9)I_ч. Ограничение по сцеплению F _ц =10 ψG_n (кН) определяется коэф­фициентом сцепления ψ(v) и нагрузкой (давлением) на дорогу от ведущей осп G_H. Приравняв F _сц = F ( J ), можно построить кривую 1 ограничения по сцеплению (рис. 5.3.1). Ориентировочно можно принять, что указанные условия ограничивают величину ускорения значением а_у≤1,6÷2,0 м/с², но и при этих ускорениях получаются весьма большие пиковые нагрузки контактной сети, ТЭД и элек­трических аппаратов. Поэтому при нескольких вагонах в поезде, например для поездов метрополитена, принимают максимально ус­тановившееся значение а_у не свыше 1,4 м/с².

Пусковую диаграмму, рассчитанную по допустимым ограничени­ям (например, ABC ), можно получить только при помощи автома­тической системы управления; пуск, отвечающий этой предельной пусковой диаграмме, не всегда допустим и целесообразен. Поэто­му система управления должна обеспечивать также возможность пуска с меньшими ускорениями, например по диаграмме АВ'С'.

Анализ построенных систем управления показывает, что прак­тически для обеспечения плавности пуска подвижного состава го­родского транспорта достаточно 25-30 ступеней. Поэтому системы плавного управления (бесступенчатые) целесообразно применять тогда, когда по сложности, надежности и стоимости электроаппа­ратуры они равноценны или незначительно дороже ступенчатых систем. Бесступенчатое управление целесообразно применять так­же в тех случаях, когда ограничение по сцеплению или максималь­ному току при ступенчатой системе не позволяет получить необхо­димых значений ускорения и замедления.

При современной электроаппаратуре ступенчатый пуск можно выполнить проще. Ступенчатый пуск характеризуется определен­ной степенью неравномерности, т. е. колебаниями пускового тока и силы тяги, а также колебаниями ускорения между минимальны­ми и максимальными значениями. Неравномерность пускового ре­жима обычно оценивается коэффициентом неравномерности по току

                   

              ,                   (5.3.2)

           

       где  – средний пусковой ток.

 

При расчетах реостатных ступеней ориентировочно можно при­нимать следующие значения

       При ускорении a , м/с²                          0,6-0,8       1,0-1,2       1,3-1,5

       , %                                                       10-20         8-15           6-10

 

Выбирая число ступеней, следует учитывать, что всякое их уве­личение повышает число силовых контакторов и усложняет сило­вую схему.

Для построения пусковой диаграммы кроме коэффициента не­равномерности  должно быть задано среднее установившееся ус­корение а_у. _Ср или максимальный пусковой ток , допустимый по сцеплению или коммутации.

Здесь под а_у. ср понимают такое ускорение, которое получается при среднем пусковом токе:

 

                                                            (5.3.3)

 

где z — число тяговых двигателей в поезде;  — сила тяги од­ного двигателя при среднем пусковом токе;  — удельное сопро­тивление движению (среднее за период пуска); (1+у) - коэффи­циент инерции вращающихся частей поезда.

При расчете реостатного пуска, если нет более точных данных, ориентировочно можно принимать для вагонов =50 Н/т и 1+  = = 1,1÷1,14;  для троллейбусов = 120 Н/т и 1+  = 1,1÷1,12.

По заданному значению а_у, _ср можно определить силу тяги при среднем пусковом токе

                                      

                              ,                                        (5.3.4)

 

и по характеристике силы тяги ток  Далее вычисляют

 

                              ,                             (5.3.5)

 

Ток  не должен превышать максимального значения, допус­тимого по условиям коммутации. Если вычисленное значение  больше ограничивающего, следует или снизить , или умень­шить коэффициент неравномерности  По значениям и  можно построить пусковую диаграмму в области установившегося ускорения и предварительно определить количество и величины ступеней пускового реостата.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: