Bocznikowanie na pozycjach oporowych

[jakubg1]

Cześć. Dziś pytanie z cyklu tych głupich, ale może nie do końca. A jako że mamy tutaj na forum trochę znawców obwodów sterowania, to postanowiłem się zapytać.
Jak wiemy, w zasadzie we wszystkich elektrowozach z rozruchem oporowym bocznikowanie można włączyć tylko na pozycji bezoporowej. Zastanawia mnie jednak, dlaczego?
Czy bocznikowanie na pozycji oporowej jest fizycznie niemożliwe, prowadziłoby do szybkiego (a może natychmiastowego?) zużycia/zniszczenia komponentów, a może bocznikowanie bez konsekwencji jest jak najbardziej możliwe i brak bocznikowania na pozycji oporowej wynika tylko z tego, żeby nie przyzwyczajać maszynistów do długotrwałej jazdy na takiej pozycji?

Z góry dziękuję :D

[youBy]

Bocznikowanie na pozycji oporowej jest ekonomicznie nieuzasadnione, ponieważ cały czas tracimy energię na rezystorach rozruchowych.

[SQT]

Prócz tego, że tracicsz energię na oporach rozruchowych, to jeszcze dodatkowo ograniczasz moment obrotowy. Co tego, że silnik teoretycznie będzie mógł się "szybciej kręcić" skoro nie będzie miał momentu.

[mechatronik]

Czy bocznikowanie na pozycji oporowej jest fizycznie niemożliwe…

Oczywiście, że jest możliwe ;) Są jednak układy uniemożliwiające takie działanie. Gdy jednak "coś" zawiedzie możliwe jest to:

 ;)

[EU40]

A ja bym te wszystkie boczniki to wziął i...
Wracając do tematu, to wielu jest bywa zdziwionych, że równoległa nie wchodzi.
Kiedyś młodzieży załączało się pakieciakiem wysoki rozruch i też pojawiało się to samo zdziwienie na twarzy.

[MichałŁ]

Bocznikowanie na pozycji oporowej jest ekonomicznie nieuzasadnione, ponieważ cały czas tracimy energię na rezystorach rozruchowych.

Chyba, że konstruktor chciał zaoszczędzić na oporach rozruchowych, to daje się bocznikowanie na pierwszych pozycjach. Wtedy silniki mają mniejszy moment niż przy pełnym polu i lokomotywa rusza łągodniej.
A wszystko wyjaśnione tu:

[SQT]

Bocznikowanie na pozycji oporowej jest ekonomicznie nieuzasadnione, ponieważ cały czas tracimy energię na rezystorach rozruchowych.

Chyba, że konstruktor chciał zaoszczędzić na oporach rozruchowych, to daje się bocznikowanie na pierwszych pozycjach. Wtedy silniki mają mniejszy moment niż przy pełnym polu i lokomotywa rusza łągodniej.
A wszystko wyjaśnione tu:

Nie oglądałem tego filmu, ale w jaki sposób ma zaoszczędzić opory rozruchowe? Prąd nadal płynie przez opory bo jednak nadal są włączonone szeregowo z silnikami trakcyjnymi.

[youBy]

Nie opory, a na oporach - usuwamy pierwszy segment rezystorów rozruchowych.

[SQT]

Racja mój błąd. Ale na siódemce i tak nie oszczędzi się ani na oporach ani oporów ;)

[EU40]

No trudno aby jechała, skoro w cylindrach 0,4 MPa.
Zadałbym raczej pytanie: jak negatywnie to wpłynie na uzwojenia stojana?
Jeszcze jedno pytanie: jakież to gigantyczne straty energii tracimy na jeździe na rezystorach rozruchowych?

[wołodyjowskiIC]

Teoretycznie na siódemce załączając SDS, bocznikujesz silniki.

[MichałŁ]

Nie oglądałem tego filmu, ale w jaki sposób ma zaoszczędzić opory rozruchowe?

Nie opory, a na oporach - usuwamy pierwszy segment rezystorów rozruchowych.

Dokładnie tak jak napisał yB. O wszystkim mówi opis filmu.
Zobaczmy jak przykładowo wyglądają wartości rezystancji oporów na eu07.
pozycja 1. 24,8 om
2. 16,8 om
3. 12 om
4. 9 om
....
Czyli widać, że właściwie pół rezystorów jest zwieranych na pierwszych trzech pozycjach jazdy. Więc konstruktorzy mogli sobie pomyśleć: Po co inwestować w rezystory rozruchowe które zajmują miejsce, ważą i kosztują a ich użycie podczas jazdy jest krótkie? Przecież można ten opornik zmniejszyć a to, że będziemy mieli większy prąd na pierwszej pozycji, skompensujemy rezystorami bocznikowania, które i tak musimy mieć na maszynie.

Zadałbym raczej pytanie: jak negatywnie to wpłynie na uzwojenia stojana?

Czemu miało by wpływać na uzwojenia ?

Jeszcze jedno pytanie: jakież to gigantyczne straty energii tracimy na jeździe na rezystorach rozruchowych?

Prąd^2 razy rezystancja oporów rozruchowych na danej pozycji. I będziesz wiedział ile kW idzie jako ciepło w powietrze podczas rozruchu.
np. EU07 pozycja 5, 3000V w sieci, prąd koło 320A, rezystancja koło 8om. Maszyna bierze z sieci 960kW na oporach wydziela się 819kW a silniki pracują z mocą 141kW

[SQT]

Nie oglądałem tego filmu, ale w jaki sposób ma zaoszczędzić opory rozruchowe?

Nie opory, a na oporach - usuwamy pierwszy segment rezystorów rozruchowych.

Dokładnie tak jak napisał yB. O wszystkim mówi opis filmu.
Zobaczmy jak przykładowo wyglądają wartości rezystancji oporów na eu07.
pozycja 1. 24,8 om
2. 16,8 om
3. 12 om
4. 9 om
....
Czyli widać, że właściwie pół rezystorów jest zwieranych na pierwszych trzech pozycjach jazdy. Więc konstruktorzy mogli sobie pomyśleć: Po co inwestować w rezystory rozruchowe które zajmują miejsce, ważą i kosztują a ich użycie podczas jazdy jest krótkie? Przecież można ten opornik zmniejszyć a to, że będziemy mieli większy prąd na pierwszej pozycji, skompensujemy rezystorami bocznikowania, które i tak musimy mieć na maszynie.

Ale tak nie jest, i nie próbuj poprawiać fabryki bo znam takich co siódemki zmodernizowali źle napisanym programem i się paliło to wszystko w cholerę...

Teoretycznie na siódemce załączając SDS, bocznikujesz silniki.

Nie pamiętam, ale nie była to tylko para silników która miała najmniejszy nacisk na szyny?

[EU40]

@MichaiŁ a teraz odnieś to do poboru prądu przez pojazd trakcyjny wyposażony w trójfazowy silnik klatkowy i porównaj zużycie energii wraz ze wzrostem prędkości. Odniosłeś się tylko do wartości początkowej rozruchu rezystorowego.
Pytasz o to jak bocznikowanie negatywnie oddziaływuje na uzwojenia stojana. Otóż bocznikując przy rozruchu silnik szeregowy powodujesz osłabienie pola magnetycznego stojana, co z kolei przyczynia się do wzrostu temperatury uzwojeń, co przełoży się na stopienie ich izolacji. Dochodzą do tego nierównomierne obroty wirnika, który po prostu się wybija.
Więc z łaski swojej schowaj sobie ten komputer na lokomotywie i jej po prostu nie psuj. Poza wskazaniami wartości poboru prądu są też inne czynniki, na które powinieneś zwracać uwagę.
Tak w ogóle to co to za zwyczaj katowania silnika przy zahamowanej lokomotywie?

[wołodyjowskiIC]

Nie pamiętam, ale nie była to tylko para silników która miała najmniejszy nacisk na szyny?

Dokładnie, czyli zawsze przedni wózek. Ale w zasadzie warto przytoczyć kolejny przykład lokomotywy z bocznikowaniem na pozycji oporowej, co prawda na samym początku, ale jednak, jest to EP09, która na pozycji pierwszej ma zasilane styczniki SO1,2,3,4.

[barman_2000]

Na EP09 boczniki są na pierwszej pozycji aby ograniczyć moc silników, ponieważ inaczej podobno ciężko by było nią ruszyć z miejsca.

[biovital1]

Tak w ogóle to co to za zwyczaj katowania silnika przy zahamowanej lokomotywie?

Silnikom jest wszystko jedno czy opór stawia hamulec, czy ciężki skład i nie wiem jakie katowanie? To była tylko trzecia pozycja, czyli silniki były delikatnie głaskane :). W ruchu towarowym niejednokrotnie zdarza się zadać maksymalny prąd 600 i więcej amper, a pociąg ani nie drgnie. Czasem stosuje się pełne bocznikowanie na pozycjach oporowych np. w EU07 w trakcie użycia funkcji "dostosowanie sił do nacisku kół", gdzie połowa silników jest zbocznikowana, a połowa dostaje 100% pola magnetycznego. Rozruch odbywa się z większym prądem z dużo większymi stratami energii elektrycznej, ale w ogóle się odbywa tzn. lokomotywa wykonuje ruch postępowy do przodu ze składem :) i nie musi czekać na lokomotywę popychową/pomocniczą podczas startu w trudnych warunkach pogodowych. Taką funkcję realizowaną na drodze elektrycznej w klasycznych lokomotywach da się zastosować tylko w elektrowozach stałoprądowych, które wykorzystują szeregowe połączenie wszystkich silników trakcyjnych. Nie da się tego zrobić w lokomotywach spalinowych np. typu SM31, ST44, SP45 etc. gdyż silniki tam są stale połączone równolegle. Normalnie nie ma sensu bocznikować silniki podczas rozruchu oporowego. Cztery silniki typu EE541 (krajowe oznaczenie LK-535) przez które przepuścimy prąd 355A dadzą nam łącznie na haku EU07 ponad 14 ton siły. Ten sam prąd, ale osłabione pole magnetyczne do 22%, czyli ponad czterokrotnie da nam na haku tylko ok. 6,5 tony. Gdyby zorganizować wyścig równoległy dwóch EU07 z tymi samymi składami, to maszynista pierwszej ruszał by spokojnie stosując prąd 355A, a maszynista drugiej EU07 musiałby stosować prądy w okolicach 700A, aby dorównać pierwszemu.
Gdy będzie to lekki kilkuwagonowy skład, to mamy tylko kilkukrotnie większe straty energii na rezystorze (dwa razy wyższa prędkość końca rozruchu oporowego = ponad cztery razy wyższe straty na rezystorach). Gdyby był to cięższy pociąg, to dodatkowo doszłoby do przegrzania izolacji silników (włókno szklane i impregnaty ciężko stopić, ale raz przegrzane stają się kruche, zaczynają pękać i przez to stają się higroskopijne, wnika w nie woda, a woda + brud/kurz i wysokie napięcia = przebicia, zwęglenie etc.) oraz szybkie utlenienie/spalenie rezystora rozruchowego. Film nie sugerował zmian konstrukcyjnych w EU07. Film ukazuje zjawiska fizyczne, a EU07 jest tu tylko przykładem. Następnym razem postaram się o jakiś dynamometr lub belkę tensometryczną :). Konstruktorzy innych typów lokomotyw np. EP09, ET42, ET40 chcąc uzyskać mały gabaryt i masę rezystora rozruchowego zastosowali kilka "wybiegów"  i jednym z nich jest uzyskanie wstępnych sił pociągowych o poziomach jak najmniej generujących szarpnięcia poprzez zastosowanie osłabiania pola magnetycznego silników na początku rozruchu. W rezystorze EU07 który składa się z ok. 200 elementów zdolnych rozpraszać po kilka kW mocy jest tylko OIDP osiem "grzałek" typu G900 o rezystancji jak nazwa wskazuje 900 miliohmów dla każdego segmentu. Te zaledwie osiem segmentów (każdy po kilka kilogramów wagi własnej) rozprasza (zamienia na ciepło) na pierwszej pozycji prawie 30% mocy pobieranej w tym czasie z sieci trakcyjnej przez EU07. Elementy typu G900 najczęściej ulegają przepaleniu na lokomotywach EU07, ET22, ET41 etc. mimo iż pracują tylko na pierwszej pozycji. Elementy te najbardziej dostają po d. gdy ruszamy ze "sklejonym" (najczęściej dochodzi do tego z powodu nieszczelnego zaworka w elektrozaworze - który przepuszcza powietrze do siłownika stycznika)  innym stycznikiem oporowym.
Pozdrawiam

[EU40]

Nie, no jasne. Niech się jarają. Zespół przekładni także wytrzyma. Co tam zębatka? Przyjadą i zrobią.
Koło naukowe chyba zapomina jak ważną rolę spełnia moment obrotowy w trakcie rozruchu. Skupiacie się na wynikach pomiarów tylko jednego parametru - natężenie prądu w obwodzie silnika trakcyjnego.
Psujcie lokomotywy dalej. Będzie dobrze.
Dalszą dyskusję ze swojej strony uważam za zbędną.
@sqt jak masz chęć, to kontynuuj dyskusję. Ja mam pole do zaorania.

[biovital1]

Nie, no jasne. Niech się jarają. Zespół przekładni także wytrzyma. Co tam zębatka?

A co się dzieje z kołami zębatymi przekładni gdy maszynista dociska zderzaki na zahamowanym składzie wagonów? :) Praktycznie nic się nie dzieje, bo przy zerowej prędkości silnik nie wykonuje żadnej pracy mechanicznej. Momenty podczas wykonania pomiaru na EU07 były kilkukrotnie mniejsze od momentów występujących  podczas większości operacji ściskania zderzaków i zwykłych rozruchów lekkich składów pasażerskich. Prosta fizyka i trzeba przyznać że zespoły konstruktorskie wielkich zakładów modernizujących tabor często mają z tym problem lub nie potrafią wytłumaczyć/przekonać klientów do takich lub innych rozwiązań. Przykładem niech będzie sterowanie mocą, momentem oraz obrotami silników diesla w najnowszych modernizacjach poczciwej SM42 lub SM48, które to miały od samego początku wykonane perfekcyjnie a teraz maszyniści łapią się za głowę gdy przyjdzie im zasiąść za pulpitem takiej modernizacji.
Ogólnie odnośnie pierwszego pytania w wątku, to mam koncepcję taką iż posiadamy znakomity symulator i wystarczy podmienić jeden plik przed uruchomieniem maszyny na komputerze. Kto chce to może zasymulować zachowanie EU07 lub dowolnej maszyny z włączonym od początku dowolnym stopniem bocznikowania. Ja to robiłem podmieniając plik zawierający tabelkę z fizyką silnika EE541. Już nie pamiętam nazwy rozszerzenia, bo działo się to w 2004 roku :)
Pozdrawiam

[AIR]

Ja natomiast chciałem zapytać czy wentylatory oporowe przestają być napędzane na ostatniej pozycji oporowej czyli poprzedzającej bezoporową w elektrowozach EU/EP07 i siódemko-podobnych (czyli również ET22, ET41)?

[SQT]

W realu na pozycji 26 zwalniają a na 28 wyłączają się - mowa o szeregu. Na równlogłej na 42 zwalniają na 43 wyłączają się.

[AIR]

Ok dzięki za odpowiedź, a jak jest w ET22?
Też wentylatory na szeregu zwalniają 2 pozycje wcześniej niż bezoporowa? A jak w takim razie na S-R?

[MichałŁ]

Tak samo. Najpierw zwalniają potem wyłączają. Na każdym układzie.

[AIR]

Dobrze rozumiem z Twojego posta, że w ET22 zwalniają przed każdą bezoporową (S,S-R,R) tylko jedną pozycję wcześniej?

Próbowałem to w Maszynie jakoś naprawić tzn aby dźwięk wentylatorów przestawał być słyszalny kiedy wentylatory zwalniają, ale natknąłem na problem...
kiedy w EU07 zmieniam parametr "RVentCutOff=" na wyższy, to wtedy wcześniej przestają być słyszalne dźwięki wentylatorów na pozycji R niż na S tzn.
nie słychać ich na pozycjach 27,28, oraz niestety 41,42,43.
Kiedy jeszcze zwiększę RVentCutOf to wtedy nie słychać wentylatorów na pozycjach:
26,27,28, oraz 40,41,42,43

Ktoś ma jakiś pomysł jak to poprawić?

[Stele]

Napisać od nowa. Tak to wygląda w kodzie.

Kod: [Zaznacz]

                        auto const motorcurrent{ std::min<double>( ImaxHi, std::abs( Im ) ) };
                        if( ( std::abs( Itot ) > RVentMinI )
                         && ( RList[ MainCtrlActualPos ].R > RVentCutOff ) ) {

                            RventRot +=
                                ( RVentnmax
                                    * std::min( 1.0, ( ( motorcurrent / NPoweredAxles ) / RVentMinI ) )
                                    * motorcurrent / ImaxLo
                                    - RventRot )
                                * RVentSpeed * dt;
                        }
                        else if( ( DynamicBrakeType == dbrake_automatic )
                              && ( true == DynamicBrakeFlag ) ) {
                            RventRot += ( RVentnmax * motorcurrent / ImaxLo - RventRot ) * RVentSpeed * dt;
                        }
                        else if( RVentForceOn ) {
                            RventRot += ( RVentnmax - RventRot ) * RVentSpeed * dt;
                        }
                        else {
                            RventRot *= std::max( 0.0, 1.0 - RVentSpeed * dt );
                        }
                        break;Pozycja 41 ma mniejszy opór niż 27, to takim progiem tego nie złapiesz.

[AIR]

Eh kodowaniem nie zajmowałem się, nie wiem jak to naprawić w ten sposób.
Natomiast może zrobić to przez zmianę oporów ostatnich pozycji?
Nie wiem na ile realnie są teraz rezystancje dobrane (na jakiej podstawie?), bo osłabianie pola wzbudzenia (bocznikowanie) to odbieg trochę od rzeczywistości...
W/g mnie dla boków dużo realniejsze z rzeczywistością były by wpisy dla EU/EP07

MotorParamTable0:
0 21.8 75 0.20 140.9 100 0.11
1 20.22 140 0.07 130.7 128 0.07
2 21.06 190 0.09 136.2 173 0.09
3 23.95 160 0.25 154.8 139 0.25
4 21.73 255 0.16 140.5 215 0.16
5 24.66 170 0.35 159.4 140 0.35
6 23 800 0.02 148.7 663 0.02
END-MPT

[MichałŁ]

Dobrze rozumiem z Twojego posta, że w ET22 zwalniają przed każdą bezoporową (S,S-R,R) tylko jedną pozycję wcześniej?

S. zwalnia na 20, zatrzymuje na 21
SR. zwalnia na 35, zatrzymuje na 36
R. zwalnia na 40, zatrzymuje na 41.

[Stele]

Opory są co do milioma wyliczone z dokumentacji lokomotywy. Kręcenie tym nie przejdzie.

[AIR]

To ja wrzucę do działu "System zgłoszeń błędów w Symulatorze" może ktoś ogarnięty znajdzie chwilę i to naprawi, bo jednak jest to kwestia fizyki którą to MaSzyna się chlubi.

[Stele]

Pod ewentualne zmiany w kodzie, to powiedzcie mi jak to działa w innych lokomotywach elektrycznych z automatycznym chłodzeniem oporów rozruchowych. Jakieś czeskie, radzieckie, polskie antyki. Wszystko co mamy. Bo wzór ogólny obejmie wszystko i trzeba będzie pododawać dodatkowe warunki albo parametry konfiguracyjne.
Na siódemce to jest równolegle z jakimś zestawem oporników rozruchowych? Ma ktoś charakterystykę prądową w funkcji pozycji rozrusznika, czy trzeba liczyć ze schematu?