Для чего нужен индуктивный шунт

Для чего нужен индуктивный шунт

На электровозах ЧС2, как и на всех локомотивах постоянного тока, у которых тяговые двигатели непосредственно соединены с контактной сетью, последовательно с омическими резисторами, применяемыми для ослабления возбуждения тяговых двигателей, включаются индуктивные шунты.

При движении электровоза на моторном режиме с ослабленным возбуждением индуктивные шунты предотвращают прохождение больших токов через якоря двигателей во время кратковременных перерывов тока в цепи тяговых двигателей или короткого замыкания контактной сети на землю. Такие кратковременные перерывы тока в цепи тяговых двигателей могут быть, например, при отрыве полоза токоприемника от контактного провода.

В нормальных условиях ток, пройдя якорь тягового двигателя, разветвляется и частично проходит по обмоткам главных полюсов, а частично —по шунтирующему резистору (рис. 143,а). При отрыве полоза токоприемника сначала исчезает ток в якоре (рис. 143,6), а затем в обмотках главных полюсов (рис. 143,б). Как только полоз снова коснется контактного провода, ток в первый момент вследствие большого индуктивного сопротивления обмоток главных полюсов пойдет через якорь и шунтирующий резистор в «землю» (рис. 143,а).

Противо-э. д. с. якоря из-за отсутствия тока, а следовательно, и магнитного потока главных полюсов будет ничтожна, и ток, проходящий через якорь и шунтирующий резистор, может достигнуть опасной для двигателя величины. Чаще всего это приводит к круговому огню на коллекторе и выключению быстродействующего выключателя.

Индуктивные шунты, включенные последовательно с шунтирующими резисторами, имеют значительное индуктивное сопротивление, поэтому обе параллельно включенные цепи примерно одинаково «сопротивляются» нарастанию тока и между ними не происходит недопустимого перераспределения нагрузки, а следовательно, и дополнительного ослабления магнитного потока тягового двигателя.

Индуктивный шунт АЬ-СУ34/4837 (рис. 144) состоит из сердечника 1 (магнитопровода), набранного из листовой электротехнической стали толщиной 0,5 мм, оклеенной бумагой, и катушек 3 из полосового изолированного алюминия сечением 3X13 мм2. Каждый стержень магнитопровода имеет три воздушных зазора по 10 мм, что сохраняет постоянную индуктивность аппарата в пределах рабочих токов. Обмотка катушек, состоящая из 95 витков (24 слоя по четыре неполных витка в каждом), намотана на клиньях, уложенных на цилиндрах из гетинакса. Такая конструкция обеспечивает зазоры между слоями, проводником и цилиндром и достаточное охлаждение обмотки естественным потоком воздуха’.

Рис. 143. Направление тока в обмотках тягового двигателя в шунтирующем резисторе при отрыве токоприемника от контактного провода

Рис. 144. Индуктивный шунт АЬ-СУ34/4837

Концы обмоток выведены к болтовым зажимам, изолированным от стяжных стальных угольников 4 фарфоровыми изоляторами 2. Поверхность болтов-зажимов индуктивного шунта АЬ-СУ34/4837 покрыта никелем.

Стяжные угольники скреплены болтами 5, изолированными от угольников. Индуктивные шунты (их на электровозе три, всего шесть катушек) с помощью рам 6 в горизонтальном положении укреплены в кузове электровоза. Поверхность катушек индуктивных шунтов покрыта изоляционным лаком. Индуктивные шунты имеют катушки с сопротивлением при 20° С 2X0,15 Ом, номинальный ток 190 Л, номинальную мощность 2X49,5 кВ-А и индуктивность 2X0,004 Г. Индуктивный шунт весит 395 кг.

Источник

Индуктивные шунты

На электровозах и электропоездах постоянного и электро­возах переменного тока для увеличения числа ходовых скоростных характерис­тик регулируют возбуждение тяговых двигателей, включая параллельно их об-

моткам возбуждения резисторы, последо­вательно соединенные с индуктивными шунтами (см. рис 233). Резистор обеспе­чивает заданное распределение тока между обмоткой возбуждения и шунти­рующей цепью в установившихся режи­мах работы, индуктивный шунт — в не­установившихся (при резких изменениях напряжения на зажимах тягового двига­теля). Наиболее опасным для тягового двигателя с ослабленным возбуждением является режим включения его на полное напряжение после кратковременной поте­ри питания, например при отрыве токо­приемника от контактного провода. В этом случае бросок тока якоря и ско­рость его нарастания зависят от распре­деления тока между обмоткой возбужде­ния и шунтирующей цепью, так как при значительной массе поезда частоту вращения якоря двигателя в течение пе­реходного режима можно считать пос­тоянной.

Ввиду значительной индуктивности L_B обмотки возбуждения и отсутствия ин­дуктивности (или ее малости) в шунти­рующей цепн при работе двигателя в неустановивщемся режиме в первый момент весь ток якоря может пройти через шунтирующую цепь, минуя обмотку воз­буждения. В результате этого произой­дет значительный бросок тока якоря из-за резкого уменьшения э. д. с, опасный для изоляции обмотки и обусловливаю­щий быстрое насыщение добавочных по­люсов. Рост магнитного потока добавоч­ных полюсов замедляется, в результате чего реактивная э. д. с. в коммутируемых проводниках якоря недостаточно компен­сируется. Это приводит к сильному искре­нию под щетками, что может вызвать возникновение кругового огня по кол­лектору.

Индуктивность L_m шунта стремятся по­добрать так, чтобы возникающие э. д. с. самоиндукции обеспечили такое распре­деление токов между обмоткой возбуж­дения и шунтирующей ее цепью, при ко­тором коэффициент ослабления возбуж­дения соответствовал бы расчетному для двигателей данного типа. Обычно реко­мендуется соотношение L_m/L_B > 0,6.

Индуктивный шунт состоит из обмотки и магнитопровода, набранного из листов электротехнической стали толщиной 0,5—1 мм, покрытых лаком во избежание снижения индуктивности вихревыми токами.

но-шихтованным сердечником (шунты ИШ-95 электровозов ВЛ80\ ВЛ80 С и др., конструкция которых подобна конструк­ции сглаживающего реактора РС-53, см. рис. 119,а). Воздушные зазоры в стерж­нях обеспечивают малое изменение ин­дуктивности шунта в диапазоне рабочих нагрузок тяговых двигателей, наличие этих зазоров позволяет устанавливать требуемую характеристику.

Обмотку катушек изготовляют из изо­лированной медной или алюминиевой по­лосы, обычно намотанной на ребро с за­зорами между витками для лучшего ох­лаждения. Шунты выполняют как с ес­тественным, так и с принудительным воз­душным охлаждением (до 20 м3/мин на отечественных электровозах переменного тока). Основные технические данные не­которых индуктивных шунтов (рис. 123) приведены в табл. 8.

Источник

Индуктивные делители и индуктивные шунты

Индуктивные делители. Для обеспечения необходимой мощности преобразователей (на электровозах ВЛ80 Р и др.) из-за ограничения предельных токов тиристоры приходится соединять параллельно Для тиристоров особым режимом работы является процесс включения, обусловленный трудностями распределения токов в параллельных цепях.

Известно, что нарастание тока в каждой параллельной цепи определяется амплитудой управляющих импульсов и точностью подбора тиристоров по значению прямого падения напряжения Ди. После снятия управляющих импульсов тиристоры работают неустойчиво. В результате этого в одних параллельных цепях токи нарастают, в других спадают до нуля. Применение средств принудительного распределения тока в параллельных ветвях позволяет включать тиристоры импульсами меньшей длительности. Известно несколько способов выравнивания токов в параллельных ветвях тиристоров:

с помощью резисторов и индуктивных делителей, делительных реакторов и других устройств, включаемых в цепи переменного или постоянного тока. На отечественных электровозах с этой целью применяют индуктивные делители, включенные в цепь переменного тока Их соединяют друг с другом по схеме (замкнутая цепочка), приведенной на рис. 122,а. Такой делитель состоит из шихтованного сердечника и двух обмоток.

Индуктивные делители выполняют ненасыщенными. Это обеспечивает принятие нагрузки плечами преобразователя с фазовым регулированием напряжения при подаче импульса управления в любом месте зоны коммутации. Это возможно только, если по всей зоне коммутации на плече будут необходимые потенциальные условия.

Ввиду значительной индуктивности обмотки возбуждения и отсутствия индуктивности (или ее малости) в шунтирующей цепи при работе двигателя в неустановившемся режиме в первый МО

мент весь ток якоря может пройти через шунтирующую цепь, минуя обмотку возбуждения. В результате этого произойдет значительный бросок тока якоря из-за резкого уменьшения э. д. с., опасный для изоляции обмотки и обусловливающий быстрое насыщение добавочных полюсов. Рост магнитного потока добавочных полюсов замедляется, в результате чего реактивная э. д. с. в коммутируемых проводниках якоря недостаточно компенсируется. Это приводит к сильному искрению под щетками, что может вызвать возникновение кругового огня по коллектору.

Индуктивность Ь_ш шунта стремятся подобрать так, чтобы возникающие э. д. с. самоиндукции обеспечили такое распределение токов между обмоткой возбуждения и шунтирующей ее цепью, при котором коэффициент ослабления возбуждения соответствовал бы расчетному для двигателей данного типа. Обычно рекомендуется соотношение 1_Ш/Ь_Ъ > 0,6.

Индуктивный шунт состоит из обмотки и магнитопровода, набранного из листов электротехнической стали толщиной 0,5-1 мм, покрытых лаком во избежа-

Источник

Для чего нужен индуктивный шунт

Иногда ошибочно считают, что идцуктивньш шунт служит для увеличения скорости электропоезда. На самом деле никакого отношения к увеличению частоты вращения тягового двигателя (а следовательно, и скорости состава) он не имеет. Скорость возрастает за счет включения шунтирующей цепи параллельно обмоткам возбуждения.

Эффект от применения индуктивного шунта становится ощутимым только при кратковременных переходных процессах, например, при резком повышении напряжения в контактной сети или отрыве и касании лыжей токоприемника контактного провода. Это сопровождается чрезмерно большим броском тока в тяговых двигателях, что очень опасно для коллекторов, щеточного механизма, якорных обмоток.

Вспомните силовую схему: после якорей тяговых двигателей находятся обмотки возбуждения, которые, обладая значительным индуктивным сопротивлением, становятся большим препятствием и мощным буферным средством резким броскам тока в переходных процессах. Это условие выполняется при полном возбуждении, т.е. на 1 положении контроллера. Но в режиме ослабления возбуждения (2, 3 и 4-е положения контроллера машиниста) такого защитного буфера нет, поскольку обмотки возбуждения зашунтированы активным сопротивлением, которое не может ограничить резкие колебания тока. Лавинообразно нарастающий ток устремляется по пути с наименьшим сопротивлением, обходит обмотки возбуждения, но проходит по якорям и вызывает их разрушение.

Чтобы подобного не произошло, в указанную цепь вводят элемент с большой индуктивностью — шунт. Его индуктивное сопротивление приблизительно равно индуктивному сопротивлению обмоток возбуждения. Таким образом, в режиме ослабленного возбуждения двигатель также защищен.

В режимах торможения с независимым возбуждением индуктивный шунт ограничивает и замедляет нарастание тока к. з. Это не только благоприятно для работы двигателей, но и облегчает условия отключения быстродействующего контактора КЗ.

Сейчас на электропоездах устанавливают индуктивный шунт 1 ШИ.001. Он состоит из магнитопроводов, на которые насажены три последовательно соединенные катушки. Магнитопровод состоит из двух сердечников, вместе с катушками он стянут болтами. Шунт находится под вагоном и крепится к раме на изоляторах. Для подсоединения к шунту на катушках имеются выводы с наконечниками.

Источник

ИНДУКТИВНЫЙ ШУНТ ТИПА ИШ-063

(обозначение в схеме L3 и L 4)

Назначение. Индуктивный шунт служит для выравнивания индуктивности цепи ослабления возбуждения с ин­дуктивностью обмоток возбуждения тяговых электродвигателей.

Устройство. Шихтованный, разрезной Ш-образный сердечник 1 (рисунок 82). Разрезным сердечник выполнен для исключения его насыщения. В разрез сердечника вставлены текстолитовые планки. Две дисковых катушки 2 намо­танных из шинной меди. Межвитковая изоляция катушки асбестовая бумага, покровная изоляция пропиточный лак. Ка­тушки соединены последовательно и имеют три клеммы. Катушки отделяются друг от друга текстолитовыми планками

Рисунок 82 Индуктивный шунт ИШ-063.

Действие индуктивного шунта в режиме ослабления возбуждения (рисунок 83). При отрыве полоза от кон­тактной сети тяговый двигатель перестаёт потреблять электроэнергию из контактной сети, поэтому в его цепи ток, маг­нитный поток и противо-ЭДС спадают до нуля. При последующем касании полоза контактным проводом, вновь поя­вившийся ток начинает быстро нарастать от нуля до своей прежней величины, то есть в это время он является током переменным по величине. При этом происходит следующее:

• цепь ОВ без ИШ: ввиду большой индуктивности обмотки возбуждения и большой скорости нарастания тока в обмотке возбуждения наводится ЭДС самоиндукции. Поэтому весь ток будет протекать по якорю и резистору цепи ослабления возбуждения. Поскольку магнитным потоком главных полюсов является остаточный магнетизм, тяговый двигатель бу­дет работать в режиме глубокого ослабления возбуждения. Величина тока протекающего по якорю и резистору будет значительной, что приведёт к образованию кругового огня на коллекторе, а значит и порче двигателя.

• цепь ОВ и ИШ: ввиду одинаковой индуктивности обоих цепей, вновь появившийся ток, потечёт одинаковыми величинами по обоим цепям и опасного режима глубокого ослабления возбуждения не будет.

• цепь ОВ с ИШ в режиме короткого замыкания: при коротком замыкании в контактной сети или в крышевом оборудовании электровоза тяговые двигатели перестают потреблять ток из контактной сети но, имея частоту вращения по инерции и остаточный магнетизм главных полюсов, кратковременно переходят в режим генератора, то есть будут поддерживать ток короткого замыкания. Это ток потечёт от плюса якоря в контактную сеть и через место короткого замыкания в рельсовую цепь. Ввиду одинаковой индуктивности ток равными частями потечёт по обоим цепям и далее на минус якоря.

Рисунок 82 Действие индуктивного шунта.

Протекая по обмотке главных полюсов в направлении противополож­ном току, создавшему остаточный магнетизм он размагничивает полюсы и опасный режим генератора прекращается.

Действие ИШ с режиме рекуперативного торможения при возникновении короткого замыканияв схеме. В индуктивном шунте также наводится ЭДС самоиндукции, поэтому весь ток короткого замыкания потечёт по отключающим катушкам быстродействую­щих контакторов КБ45 и КБ46, вызывая их срабатывание. Таким образом, ИШ ускоряет действие защиты от токов короткого замыкания в режиме рекуперативного торможения.

Источник