Аналитическое обоснование автоматического управления генератором по току нагрузки

Аналитическое обоснование автоматического управления генератором по току нагрузки

Проанализируем некоторые аналитические зависимости, которые позволят подтвердить выводы, сделанные при рассмотрении процесса управления генератором по току нагрузки, при помощи системы возбуждения с магнитными усилителями и селективным узлом.

Как указывалось выше, ТПТ и ТПН имеют примерно прямолинейную зависимость выходных токов соответственно 1т и 1„ от входных сигналов:

В этих выражениях К, 1Ст, К», Кт=К!г/К-коэффициенты пропорциональности. Коэффициенты Кг, К!г - постоянные и зависят только от параметров ТПТ. Коэффициент Кн зависит как от параметров ТПН, так и от сопротивления резистора СТН (чем больше сопротивление резистора СТН, тем меньше 1<„).

В процессе работы селективного узла при средних значениях тока и напряжения генератора (область ограничения мощности) в управляющую обмотку амплистата поступает ток от цепей рабочих обмоток как ТПТ, так и ТПН. Обратимся к рассмотренной ранее схеме селективного узла (см. рис. 38), на которой обозначены протекающие в цепях токи. Для этих токов можно записать следующие выражения:

/т = 1( + 15„ (17) 1» = 1£ + 16,, (18) 1оУ=П + Гя (19)

Как указывалось выше, при питании управляющей обмотки амплистата от цепей рабочих обмоток ТПТ и ТПН падения напряжения на резисторах СБТТ и СБТН одинаковы и, если пренебречь падением напряжения на диодах В5 и В7, равны падению напряжения на управляющей обмотке:

(20)

где 1?т - сопротивление резистора СБТТ, R, - сопротивление резистора СБТН, Л, - сопротивление управляющей обмотки совместно с резистором СОУ

Сложив равенства (17) и (18), получим

/т+/к = 1(+Д + 1бт+/вв (21)

Подставив вместо 1т и 1„ выражения (15) и (16), вместо Гт-\-Ги - величину 1оу согласно (19), и, представив на основании (20) 1бТ, 1бн соответственно как л, Л,

°у 1?т' °у Rи'

после несложных преобразований получим

Kr I г + *„ Uг - (1+ - Jr + ^) 1оу •

(22)

В равенстве (22) все величины, кроме 1оу, 1г и 1/г - постоянные. Это равенство подтверждает ранее сделанный вывод о суммирующем свойстве селективного узла: ток в управляющей обмотке равен сумме токов, первый из которых пропорционален току, второй - напряжению генера-трра.

Равенство (22) можно выразить и относительно Ur:

(23)

Это выражение показывает зависимость напряжения генератора от тока его нагрузки, которая обеспечивается селективным узлом. Оно подтверждает сделанный ранее вывод о том, что при постоянном значении тока в управляющей обмотке 1оу зависимость напряжения генератора от тока его нагрузки линейная (линия БГ на рис. 37), и чем меньше изменяется 1оу, тем ближе кривая функции 1Л -ЯМ к прямой линии. И, наконец, чем меньше сопротивление резисторов 1?т и 1?„, тем выше поддерживаемое напряжение (см. рис. 39, г, д).

При больших значениях тока генератора и низком его напряжении, как указывалось выше, управляющая обмотка амплистата получает питание только от цепи рабочих обмоток ТПТ. Тогда:

/т=/„у + 1от; (24) 1в,#т=/с,,,#у. (25)

Решив совместно равенства (15), (24) и (25), получим

Кт/Г« (26)

или

Это равенство подтверждает сделанный ранее вывод о том, что при неизменном токе в управляющей обмотке амплистата пусковой ток будет поддерживаться неизменным, или чем меньше будет изменяться ток 1оу при регулировании, тем точнее будет ограничиваться пусковой ток. Из равенства также видно, что при изменении Rr (сопротивления резистора СБТТ) обратно пропорционально меняется ограничиваемый пусковой ток (см. рис. 39, г).

При малых значениях тока генератора и высоком напряжении управляющая обмотка амплистата получает питание лишь от цепи ТПН.

Тогда

/,=/оУ+/ви, (28) 1вн/?н-loyRyt (29) откуда с учетом формулы (16)

KHt/r = (l+-^)/oy (30)

или

Проанализировав формулу (31), придем к ранее сделанному выводу о том, что наибольшее напряжение генератора может ограничиваться в той степени, в какой сохраняется неизменным при управлении ток 1оу, и что при изменении 1?„ (сопротивления резистора СБТН) обратно пропорционально меняется поддерживаемое наибольшее напряжение (см. рис. 39, д).

Из равенств (23), (27) и (31) видно влияние Ry (сопротивления резистора СОУ) на напряжение генератора, а из равенств (23) и (31) - влияние сопротивления резистора СТН (через коэффициент 1(„).

Контрольные вопросы

1. Какое основное требование предъявляется к электрической передаче тепловозов?

2. Как изменяется ток нагрузки тягового генератора при изменении сопротивления движению поезда и его скорости?

3. Как машинист при необходимости снижает мощность дизель-геиератора?

4. Какие системы управления включает САУ тяговым генератором?

5. Каковы два основных принципа автоматического управления?

6. Какая САУ называется комбинированной?

7 Какой принцип автоматического управления применен в САУ тяговым генератором по току нагрузки иа тепловозах типа ТЭ10?

8. Что является регулятором тягового генератора на тепловозе типа ТЭ10? Какова роль амплистата в этом регуляторе?

9 Какие обмотки имеет амплистат? Откуда оии получают питание? Каково их назначение?

10. Объясните особенности характеристики управления амплистата.

11. Каково назначение ТПН и ТПТ иа тепловозах типа ТЭ10?

12. Объясните особенности характеристик управления ТПН и ТПТ.

13. В связи с чем трансформаторы ТПТ-21 имеют коэффициент усиления в два раза больший, чем трансформаторы ТПТ-22?

14. Для чего служат стабилизирующий и распределительный трансформаторы?

15 В чем особенности динамической жесткой характеристики тягового генератора по напряжению3

16. За счет чего обеспечивается динамическая жесткая характеристика тягового генератора по напряжению?

17. Каковы особенности включения ТПТ для контроля тока ТЭД иа тепловозах типа ТЭ10?

18. Каково назначение узла выделения максимального сигнала УВМ и как он действует?

19 Назовите три свойства селективного узла в САУ тепловозов типа ТЭ10

20 Расскажите, как осуществляется автоматическое управление тяговым генератором по току нагрузки.

21 Как влияет иа форму селективной характеристики тягового генератора изменение сопротивления настроечных резисторов СОЗ, СОУ, СТН, СБТТ, СБТЮ

22 Каково назначение размагничивающей обмотки возбудителя'

Предыдущая Оглавление Следующая