5.2. Описание лабораторного стенда
Лабораторная работа выполняется на стенде № 3, который позволяет изучить способы плавного регулирования напряжения тяговых двигателей ЭПС постоянного и переменного тока.
На лицевой панели стенда изображены электрические схемы электровозов постоянного и переменного тока с плавным регулированием.
Исследуемая в лабораторной работе схема электровоза постоянного тока (рис. 5.3) включает в себя два двигателя – М1 и М2, питающиеся от преобразователя, в состав которого входят силовые IGBT-модулиVT1,VT2 с собственной системой управления «Драйвер управленияIGBT-модулями». На входе преобразователя расположен сетевой фильтр, состоящий из дросселяL3 и конденсатора С. Для уменьшения пульсации тока двигателей на выходе преобразователя в цепь включены сглаживающие реакторыL1 иL2. ПереключательQSпредназначен для отключения двигателя М2. При включенном состоянии контактора загорается соответствующий световой индикатор. ПереключательSAпредназначен для создания синхронного или асинхронного режима работыIGBT-модулейVT1 иVT2.
Для исследования процессов, протекающих в электрических цепях, стенд оснащен измерительными приборами (вольтметром PV1 и амперметрами РА1, РА2). На схеме выведены контрольные точки Х1 – Х12 для подключения осциллографа. На панели стенда находится цифровой индикатор, показывающий частоту вращения тяговых двигателей.
Рис. 5.3. Схема исследования импульсного регулирования напряжения
тяговых двигателей электровозов постоянного тока
Включение питания стенда выполняют кнопочным переключателем «Сеть», а выбор исследуемой схемы плавного регулирования ЭПС постоянного тока, режима работы системы управления преобразователем (асинхронный или синхронный) и состояния переключателя QSосуществляют соответствующими тумблерами, расположенными в правой нижней части лабораторного стенда. Здесь же расположены регуляторы для управления преобразователями стенда. При включении стенда, выборе исследуемой схемы и режима работы все регуляторы должны находиться в нулевом положении (повернуты против часовой стрелки до упора).
5.3. Порядок выполнения работы
1) По электрическим схемам, литературным источникам [1] и данным методическим указаниям изучить преимущества и недостатки систем импульсного регулирования, особенности методов частотно- и широтно-импульсного регулирования, положительные аспекты применения на ЭПС постоянного тока систем импульсного регулирования напряжения ТЭД и причины, препятствующие их использованию.
2) Ознакомиться с лабораторным стендом и исследуемой электрической схемой, назначением отдельных ее элементов, а также со средствами управления лабораторным стендом, расположением и назначением измерительных приборов.
3) Внимание! При выполнении данного пункта необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Все переключения лабораторного стенда следует производить только под руководством преподавателя.
Исследовать импульсное регулирование напряжения тяговых двигателей электровоза постоянного тока на лабораторном стенде в следующем порядке:
включить питание стенда, перед включением необходимо убедиться в том, что все три регулятора стенда находятся в нулевом положении;
перевести переключатель «ЭПС переменного тока» в положение «Рекуперация» (исследуемая схема работает совместно со схемой зонно-фазного регулирования электровоза переменного тока), переключатель «ЭПС постоянного тока» может находиться в любом положении;
поворачивая «Регулятор драйвера управления IGBT-модулей» по часовой стрелке, осуществить пробный пуск двигателей;
произвести разгон двигателей до наибольшей частоты вращения, в процессе которого необходимо снять показания приборов PV1 и РА1 при нескольких значениях частоты вращения, заданных преподавателем. Полученные результаты оформить в виде табл. 5.1;
Таблица 5.1
Результаты исследования плавного регулирования
напряжения на ЭПС постоянного тока
|
Частота вращения, об/мин* |
Показание прибора |
Осциллограмма кривой напряжения |
Коэффициент заполнения λ | |
|
PV1, В |
PA1, А | |||
|
n1 |
|
|
|
|
|
n2 |
|
|
|
|
|
n3 |
|
|
|
|
|
n4 |
|
|
|
|
* Значения частоты вращения n1–n4задаются преподавателем.
снять и зарисовать в табл. 5.1 осциллограммы напряжения двигателя М1 при заданных значениях частоты вращения (измерительные щупы осциллографа подключить к точкам Х4 и Х5). На осциллограммах указать время открытого и закрытого состояний импульсного преобразователя. Оценить соотношение открытого и закрытого состояний;
изменяя выпрямленное напряжение, произвести разгон двигателей, в процессе которого исследовать осциллограммы:
напряжения импульсного преобразователя (в точках Х2 и Х3, Х2 и Х8);
напряжения на обратном вентиле VD1 (Х3 и Х6);
тока двигателя М1 (Х5 и Х7);
тока обратного диода VD1 (Х6 и Х7).
4) Используя формулу (5.1) и снятые осциллограммы напряжения двигателя М1, рассчитать коэффициент заполнения импульсов для каждого значения частоты вращения (n1–n4).
5) Используя теоретические сведения и экспериментально полученные диаграммы напряжения ТЭД, сделать заключение о перспективах применения исследованных способов регулирования напряжения (ШИР, ЧИР) на ЭПС постоянного тока.