Тяговый привод городского электрического транспорта

ustify">     или:

     Отсюда, характеристическое уравнение имеет  вид:

     

 

     Для того чтобы система была устойчива  необходимо и достаточно выполнение следующих условий:

     1. Все коэффициенты левой части  уравнения положительные, т.е.:

     Если  хотя бы один коэффициент – отрицателен, то при местной положительной  обратной связи система будет  не устойчива.

     2. Определитель, составленный из коэффициентов a_i должен быть больше нуля.

     Составим  определитель:

     

     Вывод: все коэффициенты левой части уравнения a_i положительны,определитель Δ₃ больше нуля, следовательно, данная САУ является устойчивой.

2. Частотный критерий устойчивости Найквиста

     Критерий  устойчивости Найквиста позволяет  судить об устойчивости САУ в замкнутом  виде, по виду АФЧХ разомкнутой системы.

     Передаточная  функция разомкнутой системы  имеет вид:

     

     

     где:

     

     Для построения АФЧХ на фазовой плоскости найдем L(ω) и φ (ω):

     

     

     где:

       

       

       

       

     Вывод: Частотный годограф разомкнутой САУ не охватывает точку с координатами (-1; 0), поэтому такая САУ устойчива.

3. Синтез системы электропривода:
1. Устойчивость (обеспечить требуемые запасы устойчивости по амплитуде и по фазе);
2. Требуемая точность в установившемся режиме (статическая ошибка должна быть меньше или равна заданного значения);
3. Качество переходного процесса.

     Устойчивость  САУ является необходимым, но не достаточным условием практической пригодности системы. Существенным требованием является качество переходных процессов, которое оценивается показателями качества:

     Время переходного процесса – это один из показателей качества он характеризует быстродействие системы и определяется как интервал времени от начала переходного процесса, до момента, когда отклонение выходной величины от установившегося значения станет меньше определённой достаточно малой величины .

     Перерегулирование – это отношение максимального отклонения выходной величены от ее установившегося значения к установившемуся значению.

     Колебательность переходного процесса – это отношение двух соседних максимальных отклонений переходной характеристики от установившегося значения.

 

     Защита  тягового привода

     От  перегрузок и токов короткого  замыкания тяговый привод защищается главным предохранителем FU1 (БРУ) и быстродействующим выключателем БВА, который конструктивно содержит автомат ВА4139 и четыре автомата А3722.

     Автомат ВА4139 защищает тяговый привод в тяговом  режиме и режиме рекуперативного  торможения. Он содержит три датчика  тока – общий, отрегулированный на 1500 А, и по одному в каждой группе двигателей, отрегулированные на 750 А  и имеет электромагнитный привод возврата.

     Автоматы  А3722 отрегулированы на сработку при  токе 800 А и имеют электропневматический  привод восстановления защиты.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

     Будущее тягового привода  метровагонов

     Это, несомненно, бесколлекторный тяговый  привод переменного тока (асинхронный  привод).

Достоинства переменного тока

1) Возможность  трансформирования переменного  напряжения с помощью трансформаторов.

Тем самым решается задача повышения суммарной мощности тяговых двигателей на объекте.

По проводам передается напряжение высокого уровня, а на электровозе оно трансформируется до уровня, оптимального для работы тяговых двигателей и аппаратов.

2) Возможность  использования в качестве тяговых  двигателей использовать асинхронные  двигатели. 

3) Высокое напряжение. Это позволяет снизить токи, потребляемые электровозом а следовательно, уменьшить сечение проводов контактной сети и увеличить расстояния между тяговыми подстанциями при одновременном их упрощении [19].

Недостатки  переменного тока

Сначала два  недостатка для случая трехфазного  тока

1) Для передачи  трехфазного тока требуется подвеска, состоящая как минимум из двух  контактных проводов (третий провод – рельс).

2) Для снижения  потерь уровень напряжения должен  быть высок. Однако, питать двухпроводную  контактную сеть напряжением  выше 10 кВ практически невозможно, так как провода в этом случае  необходимо располагать на большом расстоянии друг от друга.

Поэтому трехфазная сеть для электротранспорта  не прижилась.

3) Электромагнитное  влияние на металлические сооружения  и коммуникации, расположенные вдоль  железнодорожных путей. В результате  на них наводится опасное напряжение, а в линиях связи и автоматики возникают помехи. На борьбу с этим расходуется около 20-25% от общей стоимости электрификации.

4) Более сильное  биологическое воздействие из-за  использования высокого напряжения.

Современные метровагоны  нового поколения типа 81-740/81-741 «Русич» оборудованы тяговыми асинхронными двигателями, управляемыми через преобразователь частоты.

Не нужно забывать всё же и о модернизации моделей  с приводом с ДПТ ПВ. В этих целях АЭК «Динамо» произвёл разработку новейшего оборудования, удовлетворяющего всем современным требованиям эксплуатации:

  НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ ДЛЯ ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНА ВСЕХ ТИПОВ

 

Модуль  подвозбудителя тяговых  двигателей МПВ-05

Предназначен  для выдачи по команде "Тормоз" в обмотки возбуждения тяговых  двигателей тока величиной 100 А, что обеспечивает:

- устойчивое  электрическое торможение при  скорости начала торможения 5-20 км/ч  вплоть до скоростей 1,5 км/ч;

- увеличение  межремонтного пробега колесных  пар и тормозных колодок за  счет снижения износа и исключения "прихватывания" при торможении со скоростью 25 км/ч и менее;

- снижение  времени возбуждения двигателя  (при скорости 30 км/ч с 2 сек  до 0,2 сек), что приведет к сокращению  тормозных путей и увеличению  точности управления остановкой  поезда.

Габаритные  размеры модуля, мм 160х180х400

Масса, кг 9

 

Реле  защиты преобразователя  бесконтактное РЗБ-1 У2

Предназначено для замены на вагонах метро электромагнитного  реле постоянного тока типа РЭМ-651Д, что позволяет:

- повысить  надежность защиты преобразователя,  исключив залипание контактов  реле;

- сократить  объем технического обслуживания  реле защиты за счет исключения  периодической зачистки контактов  и сложной регулировки порога  срабатывания реле.

Напряжения  питания, В 75

Диапазон  регулировки тока  срабатывания, А 10…80

Время срабатывания при токе 60 А, мс, не более 50

Масса, кг, не более 0,75

Габаритные  и установочные размеры, а также схема  включения Р3Б-1У2 аналогичны РЭМ-651Д.

 

Блок  управления двигателем компрессора БУДК-1У2

Предназначен  для обеспечения электронного управления двигателем компрессора типа ДК-408, ДК-410Р во всех режимах его работы:

- пуск  с регулируемой установкой тока;

- поддержание  напряжения 550 В на двигателе в  установившемся режиме;

- защита  при заклинивании компрессора;

- защита  от разноса при срезании шпонки;

- защита  от перегрузок при неисправности обратного клапана компрессора.

Номинальная мощность блока, кВт 4,5

Габаритные  размеры, мм 695х165х370

Масса, кг 35

 

Блок  управления двигателем компрессора БУДК-2У2

Предназначен  для обеспечения электронного управления двигателем компрессора типа ДК-410, ДК-410Р6 во всех режимах его работы:

- пуск  с регулируемой установкой тока;

- поддержание  напряжения 550 В на двигателе в  установившемся режиме;

- защита  при заклинивании компрессора;

- защита  от разноса при срезании шпонки;

- защита от перегрузок при неисправности обратного клапана компрессора.

 
 
 

Номинальная мощность блока, кВт 6,4

Габаритные  размеры, мм 700х230х120

Масса, кг 18

Имеет встроенную диагностику  типа неисправностей в электрокомпрессоре и пневмосистеме  вагона.

 

Регулятор тока возбуждения тяговых двигателей ДРП 300/300

Предназначен  для замены тиристорного регулятора РТ 300/300 А и позволяет:

- обеспечить  бесступенчатое регулирование (до  степени ослабления поля 0,2) тока  возбуждения как в режиме хода, так и торможения;

- исключить  из комплекта электрооборудования  ряд аппаратов (индуктивные шунты,  контакторы и т.д.);

- снизить  массогабаритные показатели в  2,5 раза;

- повысить  надежность тягового привода  вагонов;

- снизить  эксплуатационные затараты на  обслуживание и ремонт.

 

Максимальный  входной ток, А 330

Максимальное  входное напряжение, В 300

Габаритные  размеры, мм 702х285х357