Электрическая часть электропривода

НАЗНАЧЕНИЕ, СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Назначение электрической части привода заключается в создании на валу тяговой электрической машины крутящего момента, который во время пуска реализуется как тяговое усилие, а в период торможения — как тормозное усилие.

Структу рная схема электрической части тягового привода (рис. 3.1) в общем виде включает в себя, как указывалось ранее, источник энергии ИЭ, преобразователь Пр и тяговую электрическую машину ЭМПр.

Рис. 3.1. Структурная схема электрической части привода.

Поскольку наиболее важный элемент электрической части привода — это электрическая машина, где происходит преобразование электрической энергии в механическую, рассмотрение электрической части начнем с нее.

К настоящему времени разработано достаточно большое количество различных по назначению и конструктивному исполнению электрических машин. Однако не все из них могут быть использованы для нужд электрической тяги. Поэтому остановимся на наиболее распространенных и приемлемых из них.

Анализ используемых для тяги электрических машин показывает, что независимо от конструктивных особенностей их исполнения по такому классификационному показателю, как род тока, они объединяются в две большие 1руипы: машины постоянного и переменного тока [9, 10]. В свою очередь в пределах групп электрические машины могут классифицироваться по способу создания магнитного поля. В частности в машинах постоянного тока магнитное поле может создаваться посредством:

• • обмотки возбуждения, обтекаемой током якоря (так называемое последовательное возбуждение);
• • обмотки возбуждения, подключенной параллельно цепи якоря электрической машины (так называемое параллельное возбуждение);
• • обмотки возбуждения, запитываемой от независимого источника электрической энергии постоянного тока (независимое возбуждение);
• • комбинации обмоток возбуждения (по способу подключения), обеспечивающих формирование общего магнитного поля путем его суммирования (смешанное возбуждение).

Достоинства и недостатки каждого из способов возбуждения детально рассматриваются в литературе по электрическим машинам и поэтому здесь не приводятся.

Из машин переменного тока наибольшее применение нашли асинхронные и синхронные с постоянными магнитами. Все эти машины — трехфазные.

Так как мощность тяговых электрических машин составляет, как правило, от нескольких десятков до нескольких сотен киловатт, то пуск и торможение их невозможны без применения регуляторов, ограничивающих величину потребляемой или отдаваемой ими энергии в соответствии с требованиями, оговоренными выше. Поскольку питание тяговых машин может осуществляться от источника, отличающегося от них по роду тока, в ряде случаев регулятор должен выполнять функции и преобразователя рода тока. Так, в частности, при питании привода с асинхронными тяговыми двигателями от контактной сети постоянного тока регулятор должен не только изменять величину подводимого к ним питающего напряжения, но и преобразовывать постоянный ток в переменный.

В зависимости от сочетания рода тока, используемого в источнике питания (постоянный или переменный) и в двигателе, различают тяговые электрические приводы:

• • постоянного тока;
• • переменного тока;
• • постоянно-переменного тока;
• • переменно-постоянного тока.

При этом необходимо помнить, что централизованное питание на переменном токе осуществляется, как правило, от однофазной сети.