Внешние способы сглаживания пульсации

К внешним способам относятся применение сглаживающего реактора и шунтирование обмотки возбуждения постоянным резистором. Здесь целесообразно для наглядности привести схему включения этих элементов (рис. 6.19).

Что касается последовательного включения сглаживающего реактора и тягового двигателя, то здесь нет каких-либо особенностей в сглаживании пульсации. Наибольший интерес представляет шунтирование обмотки возбуждения постоянным резистором .

Если пренебречь незначительным падением напряжения в сглаживающем реакторе, то постоянная составляющая тока в двигателе будет определятся, как

 

.

 

Амплитудные же значения переменных составляющих и (ток на коэффициент пульсации и напряжение на коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения) будут связаны соотношением

 

,

 

где m – число параллельно включенных двигателей; – коэффициент пульсаций тока; – коэффициент пульсаций напряжения; – сумма активных сопротивлений реактора и двигателей; – сумма реактивных сопротивлений реактора и двигателей.

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения

 

,

где – амплитуда основной (второй) гармоники пульсаций напряжения.

Сумма активных сопротивлений реактора и двигателей

 

,

 

где – активное сопротивление реактора; – активное сопротивление двигателя.

Сумма реактивных сопротивлений цепи

 

,

 

где f_с – частота сети; – индуктивность реактора; – индуктивность двигателя.

Из приведенной ранее формулы можно определить коэффициент пульсации. Это позволяет:

1) проследить влияние всех величин на коэффициент пульсации;

2) определить значение коэффициента пульсации для разных значений составляющих

 

.

 

Совершенно очевидно, что при возрастании индуктивности и коэффициент пульсации тока уменьшается так же, как и с ростом частоты.

Возвращаясь к ранее сказанному, можно дополнить, что возможно лишь при бесконечно большой индуктивности . Поэтому выдерживают в определенных пределах.

На первый взгляд, из формулы следует, что и увеличение тока приводит к снижению коэффициента пульсации. Однако это не так. Дело в том, что зависимость нелинейна, представлена на рис. 6.20.

На практике сглаживающие реакторы со стальным сердечником выполнены таким образом, чтобы индуктивность при номинальной нагрузке составляла 0,55…0,65 начального, ненасыщенного значения.

Кроме того, переменная составляющая тока будет в основном замыкаться через резистор так как индуктивное сопротивление главных полюсов значительно больше, чем , а активное сопротивление очень мало.

Из-за нелинейности изменения индуктивности от тока скомпенсировать указанными методами полностью пульсации тока не удается, в связи с чем возникают побочные эффекты:

а) знакопеременный момент;

б) ухудшение коммутации тягового двигателя;

в) добавочные потери;

г) трансформаторная эдс.