Pokaż wiadomości

Ta sekcja pozwala Ci zobaczyć wszystkie wiadomości wysłane przez tego użytkownika. Zwróć uwagę, że możesz widzieć tylko wiadomości wysłane w działach do których masz aktualnie dostęp.


Wiadomości - MichałŁ

Strony: [1]
1
Tabor kolejowy / Odp: Transformator przetwornicy w EU07 i uzwojenia obce
« dnia: 11 Listopada 2020, 20:34:04 »
Mój egzemplarz książki z ok. 1966 roku (wydanie drugie) pt. Tabor Trakcji Elektrycznej autorstwa doc. mgr inż. Stanisława Plewaki - temat przetwornic opisuje tak: 
6.14.1. Przetwornice
Obwody rozrządcze zazwyczaj zasilane są niskim napięciem 50-120 woltów. Do wytwarzania takiego  napięcia służą w pojazdach trakcyjnych przetwornice, stanowiące zespół dwóch maszyn: silnika  zasilanego z sieci trakcyjnej i prądnicy niskiego napięcia, zasilającej obwód rozrządczy i  ładującej jednocześnie buforową baterię akumulatorów. Ponadto prądnica ta zasila obwód  oświetleniowy i inne obwody pomocnicze. W wagonach oświetlanych świetlówkami stosowana jest  osobna prądnica oświetleniowa prądu zmiennego o napięciu 110 V lub więcej i częstotliwości  400-1200 Hz. Prądnica taka jest napędzana albo osobnym silnikiem, albo też jest osadzona na  wspólnym wale przetwornicy zasilającej obwody rozrządcze. Duża częstotliwość pozwala na  zmniejszenie wymiarów dławików i kondensatorów w świetlówkach. Czasem do zasilania świetlówek  są stosowane falowniki typu tranzystorowego przyłączone do źródła niskiego napięcia prądu  stałego. Możliwe jest też zastosowanie osobnego uzwojenia na biegunach głównych prądnicy.  Silniki przetwornic są zwykle zasilane bezpośrednio z sieci trakcyjnej i ruszają zwykle bez  rozruszników oporowych, natomiast przeważnie stosowane są stałe oporniki szeregowe,  ograniczające prąd rozruchu. Opór ten jest tak dobierany, aby był równy oporności wewnętrznej  silnika. Wzrastające zapotrzebowanie mocy do celów pomocniczych zwiększa stale moc silnika  napędowego i jeśli zapotrzebowanie przekroczy 8 kW, to do uruchomienia przetwornicy potrzebny  już jest rozrusznik. Silniki przetwornic pracują przy częstych zanikach napięcia, powstających  w czasie biegu przy odrywaniu się pantografu od sieci trakcyjnej. W celu poprawienia stałości  napięcia prądnicy stosowane bywa tzw. "uzwojenie stabilizacyjne" *). Polega ono na tym, że w  obwód uzwojeń stojana silnika włączone jest uzwojenie biegunów prądnicy, a uzwojenie  bocznikowe biegunów silnika jest włączone w obwód prądnicy. Rozruch przetwornicy jest wówczas  bardzo szybki, gdyż silnik rusza jako szeregowy (rozwijając duży moment obrotowy niezależnie  od napięcia w sieci trakcyjnej). Po osiągnięciu właściwej szybkości obrotowej i po wzbudzeniu  się prądnicy silnik przetwornicy chroniony jest przed rozbieganiem się przez uzwojenie  bocznikowe. Jeśli z jakichkolwiek przyczyn napięcie prądnicy się obniży, to silnik zwiększa  szybkość obrotową wskutek osłabienia pola bocznikowego i napięcie prądnicy wzrasta, co znów  ogranicza szybkość silnika. W ten sposób napięcie prądnicy ma tendencję do utrzymywania się na  stałym poziomie. Samo uzwojenie stabilizacyjne jednak nie wystarcza do utrzymania stałości  napięcia i konieczne jest stosowanie regulatorów napięcia. Dużą niedogodnością uzwojenia  stabilizacyjnego jest silne powiązanie magnetyczne (indukcja wzajemna) uzwojeń magnesów obu  maszyn (silnika i prądnicy). W razie chwilowego zaniku napięcia zespół obraca się w dalszym  ciągu pod wpływem bezwładności. Dzięki istnieniu bocznikowego wzbudzenia silnika napięcie na  jego zaciskach utrzymuje się i silnik zaczyna pracować jako prądnica, zasilając obwód główny  pojazdu. Ponieważ obwód elektryczny przetwornicy, zamykający się w tym przypadku przez silniki  trakcyjne, ma niewielką oporność, przeto prądy generacyjne są duże i dochodzą do 8-krotnej  wartości prądu znamionowego; ma tu bowiem dodatkowe znaczenie indukcja wzajemna obu uzwojeń  magnesów, przyczyniająca się do wzrostu prądu. Wzrost prądu nie powinien powodować iskrzenia  na komutatorze. Aby zapobiec nadmiernemu wzrostowi prądu, czasem rozdziela się oba uzwojenia  biegunów za pomocą tzw. „transformatora", którego jedno uzwojenie jest włączone do obwodu  zasilającego, a drugie do uzwojeń stabilizacyjnych. "Transformator" ten zmniejsza indukcję  wzajemną między obu uzwojeniami, a przez to ogranicza wzrost prądu (rys. 6-48). Silniki  przetwornicy przy napięciu 1500 V są zazwyczaj czterobiegunowe, natomiast przy napięciu 3000 V  bywają również dwubiegunowe. Przetwornica zwykle jest mocno wentylowana, ale powietrze jest  przepuszczane nie nad komutatorami lub uzwojeniami, lecz nad powierzchnią jarzma albo przez  kanały wentylacyjne. Schemat układu przetwornicy z transformatorem pomocniczym przedstawia  rysunek 6-49. Prądnica prądu stałego, szeregowo-bocznikowa, ma płaską charakterystykę, a  stałość napięcia na jej zaciskach utrzymuje regulator napięcia przy stałej szybkości obrotowej  przez zmianę napięcia w uzwojeniu bocznikowym. Trudne warunki pracy przetwornicy wywołują  niebezpieczeństwo przeskoków i ognia komutatorowego, co wymaga bardzo starannej konserwacji.
Należy pamiętać, że w każdym pojeździe silniki trakcyjne pracują znacznie mniej niż  przetwornica, która - niezależnie od tego, czy silniki trakcyjne są obciążone, czy nie - musi  pracować bez przerwy. Wymaga to częstego czyszczenia komutatora i starannego sprawdzania oraz  wymiany szczotek.
Dla ograniczenia ciężaru przetwornicy komutatory silnika mają niewielkie wymiary; działki  komutatora są bardzo wąskie. Trudne zadanie powstaje zwłaszcza w silnikach zasilanych  bezpośrednio z sieci trakcyjnej o napięciu U = 3 kV. Jeżeli przyjąć napięcie międzydziałkowe e  = 21 V, to liczba działek komutatora maszyny czterobiegunowej (2p = 4) wypadnie ~ 571.
Wobec trudności wykonania działek grubości mniejszej od 3,5 mm średnica komutatora D wypada:
571x3,5/pi  = 636 mm . Średnica taka jest za duża z uwagi na ogólne wymiary zespołu, a może  być zmniejszona tylko przez przyjęcie wyższego napięcia międzydziałkowego e. Jeżeli przyjąć e  = 40 V, to liczba działek wypadnie = 300, a średnica komutatora = 335 mm ,
co odpowiada wymiarowi spotykanemu w praktyce. Na przykład komutator przetwornicy PKP serii  MG80 ma 349 działek przy napięciu międzydziałkowym e = 38,4 V.
Poprawę w kierunku stabilizacji pracy przetwornicy daje przyłączenie wentylatora chłodzącego  silniki trakcyjne do wspólnego wału zespołu, ponieważ obciążenie wentylatorów jest  proporcjonalne do trzeciej potęgi szybkości obrotowej. Czasami konstruktorzy celowo zwiększają  ilość powietrza dostarczanego przez wentylatory, aby uzyskać stabilizację szybkości obrotowej  silnika przetwornicy. W tablicy 6-8 zestawione są dane charakterystyczne przetwornic  stosowanych w taborze PKP (importowanych i produkcji krajowej). 
*) Patrz podrozdział 5.4.8., rys. 5-26 i 5-27.
Skany dostępne tu: https://photos.app.goo.gl/LMm6paek2aqD21fK8

2
Tabor kolejowy / Odp: Transformator przetwornicy w EU07 i uzwojenia obce
« dnia: 06 Listopada 2020, 21:03:28 »
Dzięki za odpowiedź @biovital1! Jak zawsze można na Ciebie liczyć! :)
:)
Cytuj

Hm, nie wiem może mam jakieś braki z elektrotechniki, ale obciążenie mam rozumieć jako rezystancję? Bo jak rezystancję to z jej zwiększeniem chyba mniejszy prąd? Czy że chodzi o zwiększenie obciążenia silnika?
Tak, chodzi o obciążenie silnika tzn. bardziej obciążona prądnica próbuje wyhamować nam silnik. Przykładowo na ET21 przetwornicę napędza typowy silnik szeregowy i on obciążony taką prądnicą jaką ma EU07 (17 kW) bardziej zmniejszał by swoje obroty podczas pracy sprężarki. Na ET21 głównym obciążeniem jest wentylator chłodzący silniki trakcyjne jednego wózka, a prądnica ma znamionowo OIDP 3kW. W sumie wentylator silnie stabilizuje obroty takiej przetwornicy, bo zgodnie z prawami wentylatorowymi zapotrzebowanie wentylatora na moc rośnie do potęgi trzeciej wraz z obrotami. Poza tym zwiększanie obciążenia kojarzy mi się ze zmniejszeniem rezystancji. Przykładowo żarówka 100W ma 10 razy większą rezystancję podczas swej normalnej pracy (zmierzona w stanie zimnym ma małą rezystancję) niż grzejnik 1000W.
Cytuj
A jeżeli tak, to czy zwiększające się obciążenie daje większy prąd?
Tak. Przykładowo przetwornica pobierająca 10 A z sieci o napięciu 3000 V pobiera z niej 30 kW mocy. 20 amperów przy tym samym napięciu oznacza 60 kW.
Cytuj
I w końcu takie pytanie trochę na boku ale związane z tematem, co powoduje zwiększenie/zmniejszenie strumienia-prąd czy napięcie?
Strumień magnetyczny zmieniamy za pomocą prądu. Zwiększone napięcie powoduje zwiększenie pola elektrycznego.
Cytuj
I wybaczcie mi jeszcze, pytanie o podłączenie-uzwojenia obce prądnicy są połączone szeregowo z nią, a uzwojenie obce silnika bocznikowo z silnikiem?
Obce uzwojenie naszej prądnicy jest podłączone w szereg z silnikiem WN, czyli strumień magnetyczny indukowany przez to uzwojenie zależy od prądu pobieranego przez silnik z sieci 3kV. Obce uzwojenie silnika jest wpięte równolegle do wirnika prądnicy, a więc tu strumień zależy od napięcia na zaciskach prądnicy.
Cytuj
I ostatnie pytanko-co daje dowzbudzenie prądnicy
Daje w efekcie większe napięcie na jej zaciskach.
Cytuj
PS A ktoś może dysponuje jakąś DTR, czy opisem regulatorów impulsowych stosowanych na siódemkach? Dzięki z góry za wszystkie odpowiedzi!
DTR regulatorów tranzystorowych typu IRN-1/110V (posiadam z 1987 roku) zeskanowałem dziś i jest tu:
https://photos.app.goo.gl/z8iKBpMyDtMWcH7HA
Pozdrawiam

Strony: [1]