САР для выравнивания токов в параллельных цепях

Рассмотренные САР пригодны при последовательном соединении ТЭД. Однако на практике применяются схемы последовательно-параллельного их соединения с источником питания. В этом случае выравнивание мощностей параллельных цепей целесообразно осуществлять регулированием (выравниванием) токов в этих цепях и напряжений на двигателях. В качестве примера решения этой задачи рассмотрим схему, приведённую на рис. 7.8.

Тяговые двигатели М1…М4 соединены последовательно-параллельно с генератором, их обмотки возбуждения L1…L4 запитываются токами от усилителей У1…У4 соответственно.

В данном варианте САР объединены две системы управления: первая обеспечивает выравнивание токов в параллельно включённых цепях двигателей, вторая служит для выравнивания напряжений между двигателями в каждой цепи. Обе САУ действуют через один усилитель.

Приращения суммарных токов управления усилителей определяются выражениями

Δi_y1=aΔI_M1-bΔI_M2-cΔU_M1+ cΔU_M3

Δi_y2=aΔI_M2-bΔI_M1-cΔU_M2+ cΔU_M4 ( 7.8)

Δi_y1=aΔI_M1-bΔI_M2-cΔU_M3+ cΔU_M1

Δi_y1=aΔI_M2-bΔI_M1-cΔU_M4+ cΔU_M2,

где а,b,c – коэффициенты; ΔI_M1,М2 и ΔU_M1…М4 – приращения токов и напряжений соответственно I_M1,М2 и U_M1…М4.

Для элементов линейной модели САУ справедливы следующие соотношения:

уравнения динамики двигателей

с_Мк_ф(I_М10Δi_в1+ i_в10ΔI_М1)- ΔМ_С1=JpΔω₁;

с_Мк_ф(I_М20Δi_в2+ i_в20ΔI_М2)- ΔМ_С2=JpΔω₂; (7.9)

с_Мк_ф(I_М30Δi_в3+ i_в30ΔI_М3)- ΔМ_С3=JpΔω₃;

с_Мк_ф(I_М40Δi_в4+ i_в40ΔI_М4)- ΔМ_С4=JpΔω₄;

напряжения на двигателях

ΔU_M1= с_ек_ф(i_в10Δω₁+ ω₁₀Δi_в1)+ΔI_М1R₀ ;

ΔU_M2= с_ек_ф(i_в20Δω₂+ ω₂₀Δi_в2)+ΔI_М2R₀; (7.10)

ΔU_M3= с_ек_ф(i_в30Δω₃+ ω₃₀Δi_в3)+ΔI_М1R₀;

ΔU_M4= с_ек_ф(i_в40Δω₄+ ω₄₀Δi_в4)+ΔI_М2R₀;

токов обмоток возбуждения двигателей

(7.11)

связи напряжений ΔU_M1+ΔU_M3=0; (7.12)

ΔU_M2+ΔU_M4=0;

связи токов ΔI_М1+ΔI_М2=0; (7.13)

связи моментов нагрузки при неизменном сопротивлении движению

ΔМ_С1+ΔМ_С2+ΔМ_С3++ΔМ_С4=0. (7.14)

Решение уравнений (7.8)…(7.14) относительно, например, ΔI_М1 равестве параметров входящих в систему элементов выражается формулой

,

где т=К₁Т_вТ₁+К₂Т_вТ₂; п= К₁(Т_в+Т₁)+К₂(Т_в+Т₂); g=К₁+К₃; т₁=К₃Т_вТ₁; п₁= К₃(Т_в+Т₁); g₁= К₃; ; ; ; К₀=i_в0/I_М0; К₁=ак_уr_уМ_С0; К₂=к₀r_вМ_С0; К₃=bк_уr_уМ_С0; ; ; ; ; .

В статических условиях (при р=0)

.

Поскольку К₀<<1, а к_у>>0, то последними двумя членами в знаменателе можно пренебречь и тогда

.

Лекция 8

1. САР генератора.

2. Объединённое регулирование теплового двигателя и генератора.

3. Объединённое регулирование дизель-генератора и тяговых двигателей.

Каждая из САР или ее узлов может иметь различную структуру, состоять из различных по конструкции и принципу действия элементов, выполнять все или часть из рассмотренных выше операций по регулированию. Поэтому для САР, применяемых в теплоэлектрическом подвижном составе, характерно большое разнообразие как по выполнению отдельных систем или их узлов, так и по сочетанию их между собой. Кроме того, как указывалось, нередко САР используются совместно с некоторыми системами саморегулирования.

Из многочисленных САР, применяемых в теплоэлектрическом подвижном составе рассмотрим