Prąd rozruchu przetwornicy na lokomotywie EU07

[biovital1]

Kiedyś wykonałem pomiar prądu rozruchowego takiej przetwornicy na ET41 w dwóch wariantach tzn. rozruch normalny i rozruch przy włączonych stycznikach sprężarek. Oba wykresy w funkcji czasu nałożyłem na siebie. Maksymalny prąd rozruchu w obu przypadkach dokładnie pokrywał się w czasie i ogólnie przez pierwsze ok. 1,5 sekundy wykresy idealnie się zlały: https://photos.app.goo.gl/nopGnDWHRQND79Kb8

[Stele]

I sprężarka normalnie startowała? To niemożliwe by obciążona i nieobciążona przetwornica miały taki sam prąd rozruchowy.

[youBy]

Maksymalny? Owszem, nawet powinien być taki sam. Gdy silnik przetwornicy nie obraca się, prąd rozruchowy jest ograniczony tylko i wyłącznie rezystancją uzwojeń. Obciążenie przetwornicy powoduje, że ona po prostu startuje wolniej.

[biovital1]

I sprężarka normalnie startowała? To niemożliwe by obciążona i nieobciążona przetwornica miały taki sam prąd rozruchowy.

Tak oczywiście normalnie startowała. Mam gdzieś na dysku filmy dla tego "wydarzenia". Pomiar wykonałem, bo swego czasu był zarzut ze strony specjalistów od utrzymania lokomotyw, że wypalenia na komutatorze powstają, bo maszyniści nie zwracają uwagi na zalecenia opóźnienia włączenia sprężarek względem uruchamiania przetwornic (nie wszędzie są blokady za pomocą przekaźników czasowych). Prawda jest taka że prądnica mająca obroty = zero nie indukuje nic, a więc zwarcie jej wyjścia za pomocą stojących również silników sprężarek nic nie zmienia. Prądnica wzbudza się stopniowo i najpierw prąd płynący przez jej uzwojenie wzbudzenia - płynie przez szeregowo włączoną żarówkę. Dopiero gdy napięcie na zaciskach uzyska ok. 60V - pracę podejmuje elektronika regulatora napięcia, która za pomocą przekaźnika odłącza żarówkę i przejmuje zasilanie i podciąga napięcie do 110V. To wszystko trwa w czasie. Dziury na komutatorze powstawały z innego powodu, a mianowicie z niewyważenia maszyny, która zawsze zatrzymywała się w tym samym miejscu i rozruch odbywał się z tych samych działek na komutatorze.

[biovital1]

Maksymalny? Owszem, nawet powinien być taki sam. Gdy silnik przetwornicy nie obraca się, prąd rozruchowy jest ograniczony tylko i wyłącznie rezystancją uzwojeń. Obciążenie przetwornicy powoduje, że ona po prostu startuje wolniej.

Rezystancją uzwojeń + rezystor ochronny, który jest włączony na stałe w szereg i ogranicza wszelkie prądy zwarciowe do rozsądnych wartości + rezystor rozruchowy, który jest zwierany stycznikiem po wykonanym rozruchu i to na nim wykonałem pomiar... bo był najłatwiej dostępny dla aparatury. W przypadku rozruchu z włączoną sprężarką stycznik rozruchowy pozostawał otwarty aż do czasu wyłączenia sprężarki (tu po kilku minutach). Odciążona przetwornica po wyłączeniu kompresorów potrzebowała jeszcze kilku sekund na zwiększenie obrotów. Dopiero po uzyskaniu stanu ustalonego i zmniejszeniu prądu stycznik rozruchowy się zamknął i zbocznikował swoimi stykami rezystor rozruchowy.

[miko22]

Jakie napięcie na działkę przypada na tym wykresie? Książkowo rezystor rozruchowy ma rezystancje 25 Ohm, więc można by wyliczyć z tego rzeczywisty prąd rozruchu oraz pracy i może dodać do poboru prądu z sieci w MaSzynie?

[biovital1]

<ciach> Nie cytujemy całości ostatniego posta. @Stele
Można dość łatwo wyliczyć i miałem nawet początkowo taki zamiar :). W tym celu pomierzyłem rzeczywistą rezystancję na tym egzemplarzu elektrowozu. Musiałbym odszukać pliki źródłowe z tamtych pomiarów.
Pozdrawiam

[miko22]

Po zsumowaniu książkowych rezystancji kolejno według schematu (w Ohmach przy 20st. C): opornika ochronnego (18,5), uzwojenia pierwotnego transformatora (0,5514), dwóch biegunów pomocniczych (2x1,878), uzwojenia szeregowego (1,21), 1/3 rezystancji uzwojenia wirnika (bo według moich obliczeń jedna szczotka zwiera trzy działki komutatora) (1/3 x 5,17), uzwojenia wzbudzenia obcego generatora (0,12) i opornika rozruchowego (25) wychodzi 50,8607(3) Ohm (nie znalazłem w książce rezystancji szczotek, ich styku z komutatorem ani też rezystancji cewek przekaźników nadmiarowych, rozruchowych i prądu zwrotnego przetwornic (tu przydałaby się DTRka, bo tam chyba są takie dane)). Zakładając napięcie zasilania 3600V daje to prąd rozruchowych o wartości ok. 70,78A, czyli na wykresie z pomiaru wychodziłoby, że jedna działka w pionie to 10A. Tylko nie zgadza mi się to, że książkowy prąd powrotu dla przekaźnika rozruchowego przetwornicy wynosi 20A (moment, w którym linia wykresu opada na oś X). Nawet zakładając niższe napięcia zasilania i uwzględniając jakąś dodatkową rezystancję wspomnianych przekaźników i szczotek, prąd rozruchowy byłby mniejszy niż 70A, a z kolei przyjmując, że przekaźnik rozruchowy rzeczywiście spowodował zwarcie rezystora rozruchowego przy prądzie 20A, to prąd rozruchowy musiałby wynosić według wykresu jakieś 235A. Jedyne wytłumaczenie tego to chyba to, że nastawa przekaźnika rozruchowego w tym konkretnym elektrowozie wynosiła raczej ok. 6A. Chyba, że coś źle liczę, to proszę o sprostowanie...

[biovital1]

  Jedyne wytłumaczenie tego to chyba to, że nastawa przekaźnika rozruchowego w tym konkretnym elektrowozie wynosiła raczej ok. 6A. 

Może i tak być, bo na pomierzonym egzemplarzu ET41 - czas do zbocznikowania opornika rozruchowego podczas normalnego rozruchu wyniósł nieco poniżej 14 sekund, gdy podczas mojego rekonesansu przed przystąpieniem do właściwych pomiarów wykonałem próbę na EU07 i tam opornik rozruchowy został zbocznikowany w czasie ok. 4 sekund od startu przetwornicy:

  Znalazłem też film z rozruchem przetwornicy z załączonym stycznikiem sprężarki:

[SQT]

Przyznam szczerze że jeszcze nigdy nie spotkałem siódemki żeby przetwornica wystartowała ze sprężarką, a nadmiarowy przetwornicy nie wywalił. Chyba, że jest odpowiednio "wyregulowany".

[biovital1]

Przyznam szczerze że jeszcze nigdy nie spotkałem siódemki żeby przetwornica wystartowała ze sprężarką, a nadmiarowy przetwornicy nie wywalił. Chyba, że jest odpowiednio "wyregulowany".

Jeżeli obie maszyny włączy się jednocześnie, albo nawet sprężarkę wcześniej, to nie ma prawa nic zadziałać :-) Ja tak właśnie zrobiłem na przynajmniej dwóch maszynach i nikt tu nic nie regulował, bo wynik musiał być miarodajny. Pamiętajmy że przekaźniki nadmiarowe przetwornic są blokowane elektrycznie poprzez układ z przekaźnikiem zwłocznym (pierwotnie "mechaniczne" "Agastaty" a współcześnie najczęściej przekaźniki elektroniczne) - na czas rozruchu...

[miko22]

O, właśnie tego typu filmiki są bardzo pomocne przy odwzorowywaniu takich różnych zależności :) Natomiast słyszałem też o czymś takim, że jeśli wyłączy się hebelek przetwornicy na samym początku jej rozruchu (chwilkę po załączeniu), to zadziała wtedy przekaźnik nadmiarowy. Ponoć wyzwoli go w takiej sytuacji zanikający, ale jeszcze obecny wokół jego cewki strumień magnetyczny wywołany dużym prądem rozruchu, kiedy blokada mechaniczna przekaźnika będzie już zwolniona (hebelek przetwornicy wyłączony). Czy jest to regułą na tego typu lokomotywach, czy raczej zdarza się rzadko i zależy od konkretnego egzemplarza? Bo znów opierając się na danych książkowych, nastawa nadmiarowego przetwornicy powinna wynosić 21A, czyli według omawianego wykresu, hebelka nie można wyłączyć wcześniej niż ok. 2s od rozpoczęcia rozruchu, aby nie wyzwolić nadmiarowego.

@SQT - Przy jednoczesnym załączeniu hebelków przetwornic i sprężarek (lub wcześniejszym załączeniu sprężarek niż przetwornic) prędzej zadziałają nadmiarowe sprężarek, bo przekaźniki czasowe je blokujące "odliczają" czas od momentu włączenia hebelka sprężarek, więc kiedy sprężarki dostają napięcie z przetwornic, blokady nadmiarowych już nie trzymają. Tutaj masz filmik @mechatronika z innej siódemki (303E w tym przypadku):

Z tym, że lampka nadmiarowych sprężarek jest zasilana tylko wtedy, gdy załączony jest hebelek sprężarek. Przypuszczam, że podczas próby @biovitala również zadziałały nadmiarowe sprężarek, ale lampka się nie świeciła, bo hebelek był wyłączony, a sprężarka pracowała, bo stycznik był zasilony dodatkowym przewodem. Poza tym nadmiarowe przetwornic nie powinny zadziałać w takiej sytuacji, bo jak napisał @biovital, są blokowane - książkowo na czas 4-6s od rozpoczęcia rozruchu, a jak widać na wykresie, prąd maleje poniżej 21A już po ok. 2s., nawet przy zasilanych od razu sprężarkach.

EDIT: Swoją drogą, w takiej ET41 wszystkie cztery przetwornice w momencie rozruchu pobierają zatem jakieś 280A z sieci. Taki pobór prądu na TD w MaSzynie obniża napięcie o ok. 60V, co już da się zauważyć na woltomierzu WN, więc daje to wyraźne skutki, które obecnie nie są symulowane. A załączenie przez kogoś przetwornic w momencie, kiedy w sieci jest bardzo niskie napięcie (np. ruszają jednocześnie dwa ciężkie pociągi towarowe), może zatem teoretycznie w rzeczywistości przeważyć nad zadziałaniem któregoś z zabezpieczeń - czy to w podstacji zasilającej, czy PZNa w lokomotywie. Jak to wygląda w praktyce - nie wiem.

[SQT]

Dzięki miko22, wszystko jasne. Dziwi mnie teraz dlaczego w takim razie nie zostało fabrycznie wprowadzone uzależnienie zasilania obwodów sterujących sprężarki od pracy przetwornicy.

[youBy]

Podstacje nie mają prostych zabezpieczeń - one dopuszczają krótkotrwałe i długotrwałe przeciążenia.