Регулирование частоты вращения роторов вентильных тяговых двигателей

Вентильный двигатель (см. § 39) является синхронной электрической машиной и может быть выполнен с различными системами возбуждения. В качестве примера рассмотрим регулирование частоты вращения роторов вентильных двигателей с независимым возбуждением на опытном электровозе ВЛ80⁸. Каждый вентильный двигатель должен иметь самостоятельный преобразователь, управляемый синфазно с вращением своего ротора. На электровозе ВЛ80^в регулирование частоты вращения роторов вентильных двигателей при пуске и во время движения осуществляют изменением питающего напряжения и путем ослабления возбуждения. Каждый вентильный двигатель представляет собой отдельный блок, содержащий двухполюсный разъе-динитель-отключатель Р (рис. 246) для отключения блока при его неисправности, сглаживающий реактор СД, уменьшающий пульсацию выпрямленного тока, преобразователь частоты и числа фаз ПЧФ с тиристорами 7_ВЗ выпрямительного звена и Т_т инверторного. В блок входят также линейные контакторы ЛК1 и ЛК2 для оперативных отключений двигателя и разрыва цепи статорных обмоток при движении резервом и короткозамыкатель с четырьмя контактами К.1-К4, защищающий ПЧФ в аварийных режимах. После замыкания контактов К1-К4 при к.з. во вторичной обмотке трансформатора Т_р отключается главный выключатель ГВ, а при к.з. статорной обмотки двигателя цепь разрывается контакторами ЛК1, ЛК2 после отключения тока возбуждения.

Преобразователь ПЧФ с неявно выраженным звеном постоянного тока позволяет осуществлять поочередное питание фаз статорной обмотки. В нем одни и те же тиристоры выполняют функции выпрямления переменного тока на входе в статорную обмотку (сетевая коммутация) и коммутации тока в статорной обмотке в соответствии с изменениями положения ротора (машинная коммутация). Это обеспечивает более высокий к.п.д. преобразователя по сравнению с к.п.д. преобразователя, имеющего явно выраженное звено постоянного тока, где в любой момент времени цепь тока замыкается последовательно через два комплекта вентилей - выпрямляющие и коммутирующие.

Система автоматического управления вентильными двигателями (САУ) состоит из пяти устройств. Устройство 1 выполнено в виде контроллера машиниста КМ, с помощью которого машинист управляет главным контроллером ГК и ступенями изменяет напряжение, подводимое к ПЧФ

Устройство II управляет вентилями выпрямительного звена. Путем сравнения истинного и заданного значений токов якоря и задержки сигналов относительно времени перехода питающего напряжения через нуль оно автоматически ограничивает ток в обмотке статора (якоря). Это устройство позволяет осуществить плавный пуск электровоза. Основное же назначение его - обеспечение устойчивой работы инверторного звена ПЧФ.

Устройство III служит для управления двигателем в режиме трогания. Оно автоматически включает в работу вентили инверторного звена ПЧФ так, что между магнитным потоком двигателя и током в катушках обмотки статора поддерживается угол, близкий к 90°. Этим обеспечивается максимальный пусковой момент.

Устройство IV осуществляет управление вентилями инверторного звена ПЧФ при частотах вращения, больших 5% номинальной. Оно выдает сигнал на открытие вентилей инверторного звена

Рис. 246. Упрощенная схема силовой цепи четырехосной секции опытного электровоза ВЛ80^в

таким образом, что импульсы несколько опережают э.д.с. вращения двигателя. Устройства III и IV действуют автоматически.

С помощью автоматического устройства V регулируется возбуждение двигателя. Пока частота вращения ротора увеличивается вследствие возрастания подводимого к нему напряжения, устройство V совместно с управляемым выпрямителем-возбудителем поддерживает магнитный поток двигателя неизменным.

После достижения номинального напряжения дальнейшее увеличение частоты вращения происходит в результате ослабления возбуждения. Это же устройство служит и для выравнивания нагрузок параллельно работающих вентильных двигателей

Реверсирование вентильных двигателей осуществляют, переключая цепи управления бесконтактными реле, которые изменяют очередность подачи импульсов на фазы инверторов.