Реферат: Тяговое электроснабжение
Вероятность безотказной работы рассматриваемой схемы имеет вид: Р =[P2 P3 P7P4(1 – (1 – P1)(1 – P6)P7(1 – (1 – P8) ґ P9(1 – (1 – P10)(1 – P12)(1 – P11) + (1 – P3) ґ
ґ P2P7 P4P8P9(1 – (1 – P1P11)(1 – P6P7) ґ (1 – (1 – P12) (1 – P10) + (1 – P2)P7P4 P6P8P9ґ
ґ (1 – (1 – P10)(1 – P12)) + (1 – P7) ґ P2P3 P4(1 – (1 – P1)(1 – P6P7) ґ
ґ (1 – P8P9(1 – (1 – P10)(1 – P12))(1 – P11) + (1 – P2P3)(1 – P7)P4P6 P7P8P9(1 – (1 – P10) ґ
ґ (1 – P12)) +(1 – P4)P7P8 P9P10(1 – (1 – P1P2P11) ґ (1 – P6P7))]P5.
По этой методике рассчитаны вероятности безотказной работы схем подстанций и участка электроснабжения переменного тока с запасными выключателями на подстанциях и без них (см. рис. 1). Выполнены тяговые расчеты, которые позволили сделать вывод о резервировании электроснабжения межподстанционных зон тяговыми подстанциями.
Вероятности безотказной работы подстанций с запасным выключателем и без него равны соответственно 0,98 и 0,96.
Вероятность безотказной работы зоны длиной L1 Рп2 = 0,9654, а зоны L2 — Рп2 = 0,9723.
Рассчитаны вероятности надежной работы подстанций с вакуумными выключателями. Она по каждому фидеру увеличилась с 0,98 до 0,98176. Эти расчеты позволяют сделать вывод, что электроснабжение поездов зависит от надежности всей схемы электроснабжения. Повышение надежности только выключателей незначительно повышает общий уровень надежности участка электроснабжения.
Выводы. Методика позволяет сравнивать способы подключения тяговых сетей к сетям внешнего электроснабжения по уровню надежности. Усредненное значение вероятности надежной работы тяговой сети до токоприемника поезда может быть принято за числовую характеристику надежности электрифицированных участков. Эта количественная оценка позволяет производить сравнения по надежности схем тяговой сети с разным оборудованием и может быть использована в технико-экономических расчетах.
Асинхронный электродвигатель, электрическая асинхронная машина для преобразования электрической энергии в механическую. Принцип работы А. э. основан на взаимодействии вращающегося магнитного поля, возникающего при прохождении трёхфазного переменного тока по обмоткам обмоткам статора, с током, индуктированным полем статора в обмотках ротора, в результате чего возникают механические усилия, заставляющие ротор вращаться в сторону вращения магнитного поля при условии, что частота вращения ротора n меньше частоты вращения поля n1 .Т. о., ротор совершает асинхронное вращение по отношению к полю.
Конструктивное оформление А. э., их мощность и габариты зависят от назначения и условий работы.
Например, двигатели с воздушным и водяным охлаждением (общего применения); герметичные, маслонаполненные (для электробуров) и взрывобезопасные (для работы в шахтах, взрывоопасных помещениях и др.); пыле-, брызгозащищённые (для применения в морских условиях и тропическом климате) и т. д. Некоторые виды А. э. (например, шаговые, для следящих систем, схем автоматики и телемеханики, со ступенчатой регулировкой скорости и пр.) разрабатываются и выпускаются комплектно с блоками управления и пускозащитной аппаратурой, с встроенными редукторами. Трёхфазные А. э. сравнительно с однофазными обладают лучшими пусковыми и рабочими характеристиками. Основные конструктивные элементы А. э.: статор — неподвижная часть (рис.1 а) и ротор — вращающаяся часть (рис.1 б, в). В соответствии со способом выполнения роторной обмотки А. э. делятся на двигатели с контактными кольцами и короткозамкнутые. Воздушный зазор между статором и ротором у А. э. делается по возможности малым (до 0,25 мм). Частота вращения ротора А. э. зависит от частоты вращения магнитного поля статора и определяется частотой питающего тока и числом пар полюсов двигателя.
Рис.1
При пуске А. э. с короткозамкнутым ротором возникает пусковой ток, сила которого превышает силу номинального тока в 4—7 раз. Поэтому прямое включение в сеть применяется только для двигателей мощностью до 200 квт. Более мощные А. э. с короткозамкнутым ротором включают сперва на пониженное напряжение, чтобы сила пускового тока снизилась в 3—4 раза. С этой же целью применяют пуск А. э. через автотрансформатор, включенный на время пуска последовательно с обмоткой статора. Силу пускового тока двигателей с фазным ротором ограничивают пусковым сопротивлением в цепи ротора, которое в процессе разбега ротора постепенно уменьшают. После запуска А. э. обмотку ротора замыкают накоротко. Для уменьшения потерь на трение и износа щёток их обычно поднимают щёткоподъёмным приспособлением, которое перед этим замыкает накоротко обмотку ротора через кольца.
Частоту вращения А. э. регулируют в основном изменением числа пар полюсов, сопротивления, включенного в цепь ротора, изменением частоты питающего тока, а также каскадным включением нескольких машин. Направление вращения А. э. изменяют переключением любых двух фаз обмотки статора.
А. э. благодаря простоте в производстве и надёжности в эксплуатации широко применяют в электрическом приводе. Основные недостатки А. э. — ограниченный диапазон регулирования частоты вращения и значительное потребление реактивной мощности в режиме малых нагрузок. Создание регулируемых статических полупроводниковых преобразователей частоты существенно расширяет область применения А. э. в автоматических регулируемых электроприводах.
Конденсаторный асинхронный двигатель
1) асинхронный электродвигатель, питаемый от однофазной сети и имеющий на статоре две обмотки, одна из которых включается в сеть непосредственно, а другая — последовательно с электрическим конденсатором для образования вращающегося магнитного поля. Конденсаторы создают сдвиг фаз между токами обмоток, оси которых сдвинуты в пространстве. Наибольший вращающий момент развивается, когда сдвиг фаз токов составляет 90°, а их амплитуды подобраны так, что вращающееся поле становится круговым. При пуске К. а. д. оба конденсатора включены, а после его разгона один из конденсаторов отключают; это обусловлено тем, что при номинальной частоте вращения требуется значительно меньшая емкость, чем при пуске. К. а. д. по пусковым и рабочим характеристикам близок к трёхфазному
асинхронному двигателю. Применяется в электроприводах малой мощности; при мощностях свыше 1 квт используется редко вследствие значительной стоимости и размеров конденсаторов.
2) Трёхфазный асинхронный электродвигатель, включаемый через конденсатор в однофазную сеть. Рабочая ёмкость конденсатора для 3-фазного двигателя определяется по формуле Ср = 2800 (мкф), если обмотки соединены по схеме «звезда», или Ср = 4800 (мкф), если обмотки соединены по схеме «треугольник». Ёмкость пускового конденсатора Сп=(2,5 — 3)×Ср. Рабочее напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети; конденсаторы устанавливаются обязательно бумажные.
Рис 2. Схема (а) и векторная диаграмма (б) конденсаторного асинхронного двигателя: U, UБ, UC — напряжения; IA, IБ — токи; А и Б — обмотки статора; В — центробежный выключатель для отключения С1 после разгона двигателя; C1 и C2 — конденсаторы.
Рис 3. Схема включения в однофазную сеть трёхфазного асинхронного двигателя с обмотками статора, соединёнными по схеме «звезда» (а) или «треугольник» (б): B1 Переключатель направления вращения (реверс), В2 — Выключатель пусковой ёмкости; Ср — рабочий конденсатор; Cп — пусковой конденсатор; АД — асинхронный электродвигатель.
Устройство асинхронных электродвигателей с фазным ротором
Основными частями любого асинхронного двигателя является неподвижная часть – статор и вращающая часть, называемая ротором.
Статор трехфазного асинхронного двигателя состоит из шихтованного магнитопровода, запрессованного в литую станину. На внутренней поверхности магнитопровода имеются пазы для укладки проводников обмотки. Эти проводники являются сторонами многовитковых мягких катушек, образующих три фазы обмотки статора. Геометрические оси катушек сдвинуты в пространстве друг относительно друга на 120 градусов.