8.2. 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 (рис. 8.7).

Рис. 8.7. Схема исследования режима рекуперативного торможения

электровозов переменного тока

В исследуемой схеме электровоза переменного тока тяговый двигатель М3 работает в генераторном режиме. Через сглаживающий реактор Lи быстродействующий выключательQF2 двигатель М3 подключен к выпрямительно-инверторному преобразователю, включающему в себя восемь тиристорных плеч –VS1 –VS8. Вырабатываемая электрическая энергия отдается в питающую сеть через трансформаторTV, вторичная обмотка которого поделена на три секции с напряжением ΔU, ΔUи 2ΔU. Обмотка возбуждения тягового двигателя М3 питается от отдельной выпрямительной установки возбуждения. В качестве приводных двигателей в схеме стенда использованы двигатели М1 и М2 схемы электровоза постоянного тока с плавным регулированием напряжения (см. лабораторную работу 5). При включенном состоянии аппаратов на схеме загорается соответствующий световой индикатор.

Для исследования процессов, протекающих в электрических цепях, стенд оснащен измерительными приборами (вольтметром PV3 и амперметрами РА3 и РА4). На схеме (см. рис. 8.7) выведены контрольные точки Х1 – Х14 для подключения осциллографа. На панели стенда находится цифровой индикатор, показывающий частоту вращения тяговых двигателей.

Включение питания стенда осуществляется кнопочным переключателем «Сеть». Выбор исследуемой схемы плавного регулирования ЭПС переменного или постоянного тока и режима работы (тяга или торможение) выполняется соответствующими переключателями, расположенными в правой нижней части лабораторного стенда, здесь же расположены и 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).

8.3. Порядок выполнения работы

1) Используя электрические схемы, литературные источники [1, 2, 8] и данные методические указания, изучить особенности системы рекуперативного торможения на ЭПС переменного тока. Определить условия, необходимые для реализации данного режима. Ознакомиться с преимуществами и недостатками способов регулирования в режиме рекуперативного торможения (при β = constи при δ =const), с условием электрической устойчивости системы при обоих способах. Проанализировать работу силовой схемы электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения при зонно-фазовом регулировании.

2) Изучить исследуемую электрическую схему, представленную на лабораторном стенде, назначение отдельных ее элементов. Ознакомиться 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 производить только под руководством преподавателя.

Исследовать на лабораторном стенде работу электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения в следующем порядке:

1. включить питание стенда. Перед включением необходимо убедиться в том, что все три регулятора стенда находятся в нулевом положении;

2. выбрать режим работы исследуемой схемы электровоза переменного тока, переведя переключатель «ЭПС переменного тока» в положение «Торможение» (переключатель «ЭПС постоянного тока» может находиться в любом положении»);

3. поворачивая «Регулятор драйвера управления IGBT-модулями», произвести разгон двигателей привода, затем, используя «Регулятор тока возбуждения ВУВ», увеличить ток возбуждения до значения 3 А;

4. плавно поворачивая «Регулятор угла открытия тиристоров ВИПа» осуществить торможение в пределах всех четырех зон регулирования (запрещается резко крутить регулятор управления). В процессе торможения необходимо снять показания приборовPV3 и РА3 на границах зон регулирования. Полученные значения оформить в виде табл. 8.1;

5. исследовать осциллограммы:

• напряжения на двигателе М3 (в точках Х9 и Х14);

• напряжения на тиристоре VS8 (Х6 и Х13);

• тока двигателя М3 (Х10 и Х11);

• тока тиристора VS8 (Х13 и Х14);

6. возвратить регуляторы управления в нулевое положение, отключить выбор режима исследуемой схемы и питание стенда.

4) Используя данные методические указания, исследуемую электри­ческую схему и полученные значения напряжения и тока, определить и указать в табл. 8.1 плечи ВИПа, работающие в пределах зон регулирования. При этом следует учитывать два сигнала управления: не регулируемый (β) и регулируемый (α) по фазе.

Таблица 8.1

Результаты исследования работы плеч выпрямительно-инверторного

преобразователя электровоза в режиме рекуперативного торможения

Зона регулирования	Полу-период U2	Номер работающего плеча ВИПа								Показание прибора
		VS1	VS2	VS3	VS4	VS5	VS6	VS7	VS8	PV3, В	PA3, А
Первая
Вторая
Третья
Четвертая

Примечание: ○ – сигнал, не регулируемый по фазе (угол β); ● – сигнал, регулируемый по фазе (угол α).

5) Изобразить на отдельном рисунке осциллограммы напряжения преобразователя на всех зонах регулирования. На осциллограммах для каждого момента времени указать номера работающих плеч выпрямительно-инверторного преобразователя.

6) Используя теоретические сведения и экспериментально полученные диаграммы напряжения и тока, сделать вывод об эффективности применения рекуперативного тормоза на электроподвижном составе переменного тока.