Регулирование напряжения,
регулирование на стороне низшего напряжения
Регулирование на стороне низшего напряжения. На отечественных
электровозах переменного тока всех серий регулируют напряжение на
вторичной стороне трансформаторов. Осуществить практически это не
так просто, как кажется на первый взгляд. Допустим, что в начале
пуска был замкнут контактор 1 и к потребителю подводилось напряжение
секции а. Чтобы увеличить напряжение, нужно к этой секции
подсоединить секцию б, выключив контактор 1 и включив контактор 2.
Но при этом на определенный промежуток времени потребитель был бы
отключен от источника питания, т.е. электровоз работал бы рывками.
Можно сделать и так: не отключая контактор 1, включить контактор 2 и
только после этого выключить контактор 1. Однако и это плохо, потому
что на некоторое время секция б окажется короткозамкнутой, что
недопустимо. Поэтому секции трансформатора переключают, используя
переходные реакторы (рис. 54, а) или резисторы.
Рис. 54. Схемы переключения секций
трансформатора с помощью переходного реактора
Рис. 55. Схемы включения переходного
реактора на различных ступенях регулирования напряжения
Реактор может быть выполнен без стального сердечника с обмоткой,
имеющей вывод от средней точки. Особенность такого реактора
заключается в том, что его индуктивное сопротивление зависит от
направления токов в полуобмотках: при встречном включении
сопротивление невелико, а при согласном (или при прохождении тока
только в одной из полуобмоток) оно значительно больше.
В исходном положении начало и конец реактора подключены к одному
выводу вторичной обмотки трансформатора (допустим, к выводу 2). Ток
нагрузки / делится между полуобмотками реактора поровну и направлен
в нихвстречно, поэтому индуктивное
сопротивление реактора равно нулю. Чтобы увеличить напряжение,
подводимое к потребителю, один вывод реактора отсоединяют от вывода
2 трансформатора и присоединяют к выводу 3 (рис. 54, б), замыкая тем
самым секцию 2-3 на переходной реактор. Ток в короткозамкнутом витке
R0 не опасен для обмотки секции, так как
он ограничен соответственно выбранным индуктивным сопротивлением
реактора. Затем вывод реактора отсоединяют от вывода 2
трансформатора и присоединяют к выводу 3. В таком же порядке
осуществляют последующие переключения секций трансформатора.
Рис. 56. Схемы включения нерегулируемой и
регулируемой обмоток трансформатора
Переходной реактор используют также и для увеличения числа
ступеней регулирования напряжения, подводимого к тяговым двигателям.
Для этого присоединяют к каждому выводу обмотки трансформатора два
контактора (рис. 55, а). Нечетные и четные контакторы соединяют
соответственно с двумя шинами, между которыми включен переходной
реактор. Если замкнуты контакты 1 и 2, к тяговым двигателям
подводится напряжение первой секции, и ток в полуобмотках реактора
направлен встречно так, как показано на рис. 54, б.
Чтобы повысить напряжение, а значит, и скорость электровоза,
отключают контактор 2 и включают контактор 4 (рис. 55, б). При этом
реактор работает как автотрансформатор и делит напряжение секции UCK
пополам: к тяговым двигателям подводится напряжение. Затем отключают
контактор I и замыкают контактор 3: к тяговым двигателям подводится
напряжение. Такой способ перехода позволяет получить число ступеней,
вдвое большее числа выводов трансформатора.
Как видим, при регулировании напряжения контакторы 1-8 (см. рис.
55,а) разрывают и замыкают электрические цепи под током. Поэтому они
должны быть снабжены дугогасящими устройствами. Однако обычно
применяют несколько десятков контакторов; большое число дугогасящих
устройств усложнило бы их размещение на электровозе и обслуживание в
процессе эксплуатации. Поэтому на электровозах для переключения
секций трансформатора устанавливают дополнительные контакторы с
дугогашением, которые, включаясь и выключаясь в определенной
последовательности, обеспечивают переключение остальных контакторов
при обесточенной цепи.
Для увеличения числа ступеней регулирования напряжения при небольшом
числе выводов трансформаторов вторичная обмотка разделена на две. В
каждой вторичной обмотке имеется несекционированная (нерегулируемая)
часть и секционированная (регулируемая); последняя состоит из
четырех секций с одинаковым числом витков, а следовательно,
одинаковым напряжением Uck.
Вначале регулируемую и нерегулируемую части включают встречно (рис.
56, а). Напряжение нерегулируемой части обмотки U" несколько больше
суммарного напряжения секции регулируемой части, поэтому подводимое
к двигателям напряжение. Далее последовательно уменьшают число
встречно включенных секций. При переключении их используют
переходной реактор. Когда все секции выключены, напряжение,
подводимое к тяговым двигателям, равно U". Для дальнейшего повышения
напряжения нерегулируемую и регулируемую части обмотки включают
согласно (рис. 56, б), последовательно подключая к нерегулируемой
части одну за другой секции регулируемой. Наибольшее напряжение,
подводимое к тяговым двигателям, UR= UH+ 4UCK.
Все переключения обмоток и секций с помощью контакторов с
дугогашением и без него должны производиться в строго определенной
последовательности. Осуществляют эти переключения групповым
аппаратом, называемым главным контроллером.
