Ремонт сглаживающего реактора электровоза вл80с

ТЕМА 5.2 УСТРОЙСТВО И РЕМОНТ ПЕРЕХОДНЫХ И СГЛАЖИВАЮЩИХ РЕАКТОРОВ

1 Назначение и устройство реакторов
1.1 Общие сведения о переходных и сглаживающих реакторах

Реактором называют электрическую катушку, индуктивное сопротивление которой значительно по сравнению с индуктивным сопротивлением остальной электрической цепи. Для того чтобы индуктивность реактора была наибольшей, его обмотку располагают на сердечнике из ферромагнитного материала, т. е. материала, обладающего высокой магнитной проницаемостью. Таким материалом является, например, листовая электротехническая сталь. Индуктивность реактора, сердечник которого выполнен из ферромагнитного материала, не является постоянной, а зависит от тока в его обмотке. Это объясняется тем, что индуктивность изменяется прямо пропорционально магнитной проницаемости. В свою очередь магнитная проницаемость зависит от магнитной индукции. Если в обмотке реактора ток возрастает, то одновременно возрастает и магнитная индукция, что вызывает уменьшение магнитной проницаемости, а следовательно, и уменьшение индуктивности. При уменьшении тока в обмотке реактора индуктивность его увеличивается. Это свойство реактора с ферромагнитным сердечником использовано в силовых цепях электровозов для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.
Известно, что пульсация выпрямленного тока зависит от тягового тока: чем больше ток, тем меньше пульсация, и наоборот. Между тем для нормальной коммутации тяговых двигателей необходимо, чтобы пульсация в любом режиме работы двигателя оставалась постоянной. Для этого в цепь тока включают реактивные катушки, индуктивность которых наибольшая при малых тяговых токах и наименьшая при больших.
Реактор, включенный последовательно в цепь тяговых двигателей для уменьшения пульсации выпрямленного тока, называют сглаживающим. Такие реакторы применяют на всех электровозах переменного тока. На электровозах ВЛ80т устанавливают четыре сглаживающих реактора типа РС-53. Начальная индуктивность такого реактора составляет 6 мГн, а при номинальном токе часового режима 1850 А уменьшается до 4 мГн. Длительный ток реактора 1700 А; корпусная изоляция рассчитана на напряжение 1500 В; масса реактора 800 кг.
Для интенсивного охлаждения реактора применяется принудительная вентиляция с объемом воздуха 95 м3/мин, проходящего по кожухам, выполненным из стеклопласта. Реактор крепится к раме кузова.
На электровозе ВЛ80к устанавливают четыре реактора РС-32. Основные технические данные реакторов такие же, как у реакторов РС-53. Конструкция реактора отличается от описанной отсутствием кожухов, вследствие чего требуется почти вдвое больше охлаждающего воздуха—180 м3/мин.
На электровозах ВЛ60к применяют два реактора типа РЭД-4000 А. Индуктивность реактора 5,6 мГн при номинальном токе 1545 А и 10,5 мГн при токе 300 А. Корпусная изоляция рассчитана на напряжение 3000 В, масса реактора 1570 кг. Охлаждение воздушное, принудительное. Количество расходуемого воздуха 300 м3/мин.
На электровозах с регулированием напряжения на вторичной обмотке трансформатора в цепь ее регулировочной части включают так называемый переходный реактор.
На электровозах ВЛ80т устанавливают переходные реакторы типа ПРА-48, на электровозах ВЛ80к — ПРА-3 и на электровозах ВЛ60к — ПРА-2. Устройство переходных реакторов всех типов и схемы соединения их обмоток одинаковы. Охлаждение реакторов— естественное воздушное. Реакторы размещены один над другим. Этим достигается наилучшее использование места и их взаимной индуктивности.

1.2 Переходной реактор ПРА-48 (электровоз ВЛ80с)

Переходной реактор типа ПРА-48 служит для осуществления перехода с одной позиции ЭКГ на другую без разрыва электрической цепи с током тяговых двигателей, а также является делителем напряжения. Он ограничивает ток короткого замыкания в секции трансформатора до 1200 А. Каждый реактор работает самостоятельно в одном из плеч тяговой вторичной обмотки трансформатора.

Технические характеристики ПРА-48

Номинальное напряжение относительно земли, кВ. 1500
Номинальное напряжение между выводами, В. 146
Часовый ток ветви, А. 1370
Длительный ток ветви, А. 1270
Индуктивное сопротивление, Ом. 0,12
Число витков. 27
Сечение обмоточного провода, мм2. 8 x 60
Габаритные размеры реактора, мм. 835 x 940 x 955
Масса, кг. 450

Устройство. Оба переходных реактора (рис. 1) выполнены в одном комплекте без стального сердечника. Каждый переходной реактор состоит из четырех катушек.
Каждая катушка реактора намотана в один слой из двух параллельных алюминиевых шин сечением 8 x 60 мм с зазором между шинами 7 мм в виде спирали и имеет 6,75 витков. По радиусам между витками катушки установлены прокладки из электронита для изоляции, по которым все витки катушки стягиваются бандажами из стеклоленты.

Рисунок 1 — Переходной реактор ПРА-48 (а) и схема его обмоток (б): 1 — спиральные катушки; 2 — стяжные дюралюминиевые шпильки; 3 — основание; 4 — защитные листы; 5 — экранирующие пакеты

При сборке реактора на основании в виде гетинаксовой плиты (толщиной 30 мм) устанавливаются друг на друга четыре катушки нижнего реактора, на них устанавливаются четыре катушки верхнего реактора. Затем все восемь катушек в двух реакторах стягиваются между собой и с основанием при помощи верхних текстолитовых планок и восьми алюминиевых шпилек (М24).

Рисунок 2 — Переходной реактор ПРА-48 (общий вид)

Снизу, сверху и между реакторов укреплены шихтованные пакеты для замыкания по ним переменного магнитного потока катушек реакторов (экранирование), что позволяет уменьшить нагрев крышки трансформатора и основания ЭКГ от действия вихревых токов.
Все четыре катушки каждого реактора соединены между собой последовательно, путем сварки алюминиевых шин. Каждый реактор имеет три вывода: начало, конец и средний вывод «0» между второй и третьей катушками.Переходные реакторы устанавливаются на крышке тягового трансформатора (под ЭКГ). Расстояние между крышкой и основанием реактора должно быть не менее 100 мм. Реактор имеет естественное охлаждение.

Фрагмент работы с оформлением в формате PDF можно посмотреть ЗДЕСЬ

В комплект входит чертеж реакторов на формате А1 в программе «Компас» (формат CDW)

Источник

Ремонт сглаживающего реактора электровоза вл80с

Сглаживающий реактор РС-53 электровоза BЛ80C

Назначение. Сглаживающий реактор типа РС-53 (в схеме электровоза на рис. 8.2 — 55, 56, вкладка) служит для сглаживания пульсирующего тока после выпрямительных установок, что необходимо для улучшения коммутации ТЭД.

Для преобразования переменного тока в постоянный, с целью питания ТЭД электровоза, применяют выпрямительные установки со схемой двухполупериодного выпрямления, которые преобразовывают переменный ток в пульсирующий, т.е. ток, который не изменяется по направлению, но меняется во времени. Такой ток непригоден для питания ТЭД, так как при высоких пульсациях двигатели имели бы неудовлетворительную коммутацию и сильно нагревались бы из-за возникновения больших дополнительных потерь. Поэтому для уменьшения пульсаций необходимо выпрямленный ток сглаживать сглаживающим реактором (катушкой индуктивности), который включается между выпрямительной установкой и ТЭД. Полностью сгладить выпрямленный ток невозможно, так как в этом случае сглаживающий реактор имел бы большие размеры.

Технические характеристики РС-53

Габаритные размеры, мм. 915x560x672

Часовый ток, А. 1850

Сечение провода обмотки, мм2. 4×65

Число витков. 70

Номинальное напряжение, В. 1500

Количество охлаждающего воздуха, м3/мин. 50

Индуктивность, мГн. 5,8

Устройство. Сглаживающий реактор РС-53 (рис. 3.7) состоит из шихтованного круглого магнитопровода и катушки.

Магнитопровод набран из отдельных шихтованных пакетов (из шести листов различной ширины), стянутых и изолированных снаружи стеклопластиком (толщиной 7 мм).

Катушка намотана из медной шины (сечением 4×65 мм) на узкое ребро и имеет 70 витков. Между витками катушки снизу закладывается лента из электронита, сложенная вдвое с разрезами.

При сборке сглаживающего реактора катушка одевается на изолированный сердечник. Затем сердечник с катушкой закрепляется между двумя гетинаксовыми боковинами (толщиной 50 мм), которые стягиваются между собой пятью алюминиевыми шпильками (четырьмя шпильками М24 по углам и средняя шпилька М30 внутри с алюминиевыми конусами на концах). При этом через боковые изоляционные кольца сжимаются через изоляцию все bjitkh катушки.

Сглаживающие реакторы 55 и 56 помещены на электровозах в кожуха под тяговыми выпрямительными установками ВУ1 (61)

и ВУ2 (62) соответственно и охлаждаются воздухом от вентиляторов МВЗ и МВ4.

Рис 3.7 Сглаживающий реактор PC-53

1 — катушка, 2, 4 — стяжная шпилька, 3 — магнитопровод, 5 — установочные угольники, 6, 7 — стеклопластиковые кожуха, 8 — боковина

Работа сглаживающих реакторов в схеме. Принцип работы сглаживающего реактора основан на явлении самоиндукции При нарастании пульсирующего тока в катушках сглаживающих реакторов наводится ЭДС самоиндукции, направленная по правилу Ленца встречно нарастающему 1 оку и не дает ему фазу увеличиться до максимального значения.

При убывании пульсирующего тока ЭДС самоиндукции направлена согласно с убывающим током и по правилу Ленца не дает току сразу уменьшиться до нулевого значения.

В результате в цепи ТЭД с последовательно включенными сглаживающими реакторами значительно уменьшается переменная составляющая пульсирующего тока (рис. 3.8), что способствует улучшению коммутации ТЭД

Рис. 3.8. Кривые изменения пульсирующего тока (а) и его постоянной (б) и переменной (в) составляющих

Источник

Устройство и назначение сглаживающего и переходного реакторов

Принцип работы и значение сглаживающего и переходного реакторов, необходимость их применении на электровозах переменного и постоянного тока. Технология ремонта сглаживающего реактора типа РС-53. Технические данные, назначение и устройство реактора ПРА-4.

Рубрика	Транспорт
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	31.08.2017
Размер файла	487,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЕРЕХОДНЫХ И СГЛАЖИВАЮЩИХ РЕАКТОРАХ

Реактором называют статическое электромагнитное устройство, предназначенное для использования его индуктивности в электрической цепи. На э. п. с. переменного и постоянного тока и на тепловозах широко применяют реакторы: сглаживающие — для сглаживания пульсаций выпрямленного тока; переходные — для переключения выводов трансформатора; делительные — для равномерного распределения тока нагрузки между параллельно включенными вентилями; токоограничивающие — для ограничения тока короткого замыкания; помехоподавления — для подавления радиопомех, возникающих при работе электрических машин и аппаратов; индуктивные шунты — для распределения при переходных процессах тока между обмотками возбуждения тяговых двигателей и включенными параллельно им резисторами и пр.

Катушка с ферромагнитным сердечником в цепи переменного тока. При подключении катушки с ферромагнитным сердечником в цепь переменного тока (рис.1а) протекающий по ней ток определяется потоком, который необходимо создать, чтобы индуцируемая в катушке э. д. с. e_L была равна и противоположна по фазе приложенному к ней напряжению. Этот ток называют намагничивающим. Он зависит от числа витков катушки, магнитного сопротивления ее магнитопровода (т. е. от площади поперечного сечения, длины и материала магнитопровода), напряжения и частоты его изменения. При увеличении поданного на катушку напряжения u возрастает поток Ф, сердечник ее насыщается, что вызывает резкое увеличение намагничивающего тока. Следовательно, такая катушка представляет собой нелинейное индуктивное сопротивление X_L, значение которого зависит от приложенного к ней напряжения. Вольт-амперная характеристика катушки с ферромагнитным сердечником (рис.1б) имеет вид, подобный кривой намагничивания. Как было показано в главе, магнитное сопротивление магнитопровода определяется также размерами воздушных зазоров, имеющихся в магнитной цепи. Поэтому форма вольт-амперной характеристики катушки зависит от воздушного зазора б в магнитной цепи. Чем больше этот зазор, тем больший ток i проходит через катушку при заданном напряжении и, следовательно, тем меньше индуктивное сопротивление X_L катушки. С другой стороны, чем больше магнитное сопротивление, создаваемое воздушным зазором, по сравнению с магнитным сопротивлением ферромагнитных участков магнитопровода, т. е. чем больше зазор б, тем больше вольт-амперная характеристика катушки приближается к линейной.

Регулировать индуктивное сопротивление X_L катушки с ферромагнитным сердечником можно не только путем изменения воздушного зазора, но и путем подмагничивания ее сердечника постоянным током. Чем больше подмагничивающий ток, тем большее насыщение создается в магнитопроводе катушки и тем меньше ее индуктивное сопротивление Х_L. Катушка с ферромагнитным сердечником, подмагничиваемым постоянным током, называется насыщающимся реактором.

Применение реакторов для регулирования и ограничения тока в электрических цепях переменного тока вместо резисторов обеспечивает значительную экономию электрической энергии, так как в реакторе в отличие от резистора потери мощности незначительны (они определяются малым активным сопротивлением проводов реактора).

При включении катушки с ферромагнитным сердечником в цепь переменного тока протекающий по ней ток не будет синусоидальным. Из-за насыщения сердечника катушки в кривой тока i получаются «пики» тем больше, чем больше насыщение магнитопровода (рис.1в).

Сглаживающие реакторы. На электровозах и электропоездах переменного тока с выпрямителями для сглаживания пульсаций выпрямленного тока в цепях тяговых двигателей применяют сглаживающие реакторы, выполненные в виде катушки со стальным сердечником. Активное сопротивление катушки весьма мало, поэтому она практически не влияет на постоянную составляющую выпрямленного тока. Для переменной же составляющей тока катушка создает индуктивное сопротивление X_L = ?_L тем большее, чем выше частота ? соответствующей гармоники. В результате этого амплитуды гармонических составляющих выпрямленного тока резко уменьшаются и, следовательно, снижается пульсация тока. На э. п. с. переменного тока с выпрямителями, работающими от контактной сети с частотой 50 Гц, основной гармоникой

Рис. 1. Катушка с ферромагнитным сердечником в цепи переменного тока (а), ее вольт-амперные характеристики (б) и кривые тока и напряжения в цепи катушки (в): 1 — при ? = 0; 2 — при некотором ?1; 3 — при ?2> ?1

выпрямленного тока, которая имеет наибольшую амплитуду, является гармоника с частотой 100 Гц. Для эффективного ее подавления необходимо было бы включить сглаживающий реактор с большой индуктивностью, т. е. довольно значительных размеров. Поэтому практически эти реакторы рассчитывают так, чтобы снизить коэффициент пульсации тока до 25—30%.

Индуктивность реактора, а следовательно, и его габаритные размеры зависят от наличия в нем ферромагнитного сердечника. При отсутствии сердечника для получения требуемой индуктивности реактор должен иметь катушку значительного диаметра и с большим числом витков. Реакторы без сердечника устанавливают на тяговых подстанциях для сглаживания пульсации тока, поступающего в контактную сеть от выпрямителей. Они имеют большие габаритные размеры и массу и требуют значительного расхода меди. На э.п.с. устанавливать подобные устройства не представляется возможным.

Однако выполнять реактор с замкнутым стальным сердечником, как у трансформатора, нецелесообразно, так как протекающая по его катушке постоянная составляющая тока вызвала бы при больших нагрузках сильное насыщение сердечника и снижение индуктивности реактора. Поэтому магнитную систему сглаживающего реактора должны рассчитывать так, чтобы она не насыщалась от постоянной составляющей тока. Для этой цели магнитопровод 1 реактора выполняют незамкнутым (рис.2 а) так, чтобы его магнитный поток частично проходил по воздуху, либо замкнутым, но с большими воздушными зазорами (рис. 2б). Чтобы уменьшить расход меди и снизить массу и габаритные размеры реактора, его обмотку 2 рассчитывают на повышенную плотность тока и интенсивно охлаждают.

Рис. 2. Магнитная система сглаживающего реактора при разомкнутом (а) и замкнутом (б) магни-топроводах

На электровозах и электропоездах применяют реакторы с принудительным воздушным охлаждением. Такой реактор заключают в специальный цилиндрический кожух; охлаждающий воздух проходит по каналам между его сердечником и обмоткой. Имеются также конструкции реакторов, в которых сердечник с обмоткой установлен в баке с трансформаторным маслом. Для уменьшения вихревых токов, которые снижают индуктивность реактора, его сердечник собирают из изолированных листов электротехнической стали.

Подобную же конструкцию имеют индуктивные шунты, которые обеспечивают при переходных процессах требуемое распределение токов между обмоткой возбуждения тягового двигателя и шунтирующим резистором (при регулировании частоты вращения двигателей путем уменьшения магнитного потока).

На электровозах ВЛ80с устанавливают переходные реакторы типа ПРА-48, на электровозах ВЛ80к — ПРА-3 и на электровозах ВЛ60к — ПРА-2. Устройство переходных реакторов всех типов и схемы соединения их обмоток одинаковы. Охлаждение реакторов — естественное воздушное. Реакторы размещены один над другим. Этим достигается наилучшее использование места и их взаимной индуктивности.

Переходной реактор типа ПРА-48 служит для осуществления перехода с одной позиции ЭКГ на другую без разрыва электрической цепи с током тяговых двигателей, а также является делителем напряжения. Он ограничивает ток короткого замыкания в секции трансформатора до 1200А. Каждый реактор работает самостоятельно в одном из плеч тяговой вторичной обмотки трансформатора.

2. СГЛАЖИВАЮЩИЙ РЕАКТОР РС-53 ЭЛЕКТРОВОЗА ВЛ-80 С

Сглаживающий реактор типа РС-53 служит для сглаживания пульсирующего тока после выпрямительных установок, что необходимо для улучшения коммутации ТЭД.

Для преобразования переменного тока в постоянный с целью питания ТЭД электровоза, применяют выпрямительные установки со схемой двух полупериодного выпрямления, которые преобразуют переменный ток в пульсирующий, т.е. ток, который не изменяется по направлению, но меняется по времени. Такой ток не пригоден для питания ТЭД, так как при высоких пульсациях двигатели имели бы неудовлетворительную коммутацию и сильно нагревалась бы из за возникновения больших дополнительных потерь. Поэтому для уменьшения пульсаций необходимо выпрямленный ток сглаживать сглаживающим реактором(катушка индуктивности) который включается между выпрямительной установкой и ТЭД полностью сгладить выпрямленный ток невозможно, так как в этом случае сглаживающий реактор имел бы большие размеры.

2.2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РС-53

Габаритные размеры, мм. 915x560x672

Часовый ток, А. 1850

Сечение провода обмотки, мм2. 4×65

Число витков. 70

Номинальное напряжение, В. 1500

Количество охлаждающего воздуха, м3/мин. 50

Индуктивность, мГн. 5,8

Сглаживающий реактор РС-53 по своей сути является катушкой индуктивности со стальным сердечником, и состоит из круглого шихтованного сердечника 3 , закрытого по окружности и с торцов изоляцией, зажат между двумя боковинами 4 при помощи 5-и шпилек 2. На сердечнике расположена катушка из шинной меди ШММ 4Х65. 70 витков намотано на ребро, между витками, на 1/3 высоты установлена миконитовая изоляция толщиной 7 мм.

Сердечник и катушка пропитываются лаком, закрываются пластиковым кожухом, а на боковинах крепятся выводы. В верхней части кожуха расположены 2-а овальных отверстия для подвода воздуха, снизу — отверстие для выброса воздуха под кузов после охлаждения. Реакторы устанавливаются с помощью уголков на полу кузова, ниже блоков ВУ. Воздух после охлаждения блоков ВУ попадает в гибкий брезент и направляется на охлаждения сглаживающих реакторов. На каждой секции электровоза ВЛ-80с устанавливаются два сглаживающих реактора, каждый на два тяговых двигателя, они обозначаются на схеме цифрами 55 и 56.

Сглаживающие реакторы помещены на электровозах в кожуха под тяговыми выпрямительными установками ВУ1 и ВУ2 соответственно и охлаждаются воздухом от вентиляторов МВ3 МВ4.

2.4 РАБОТА СГЛАЖИВАЮЩИХ РЕАКТОРОВ В СХЕМЕ

Принцип работы сглаживающего реактора основан на явлении самоиндукции. При нарастании пульсирующего тока в катушках сглаживающих реакторов наводится ЭДС самоиндукции, направленное по правилу Ленца встречно нарастающему току и не дает ему сразу увеличится до максимального значения.При убывании пульсирующего тока ЭДС самоиндукции направлена согласно с убывающим током и по правилу Ленца не дает току сразу уменьшится до нулевого значения.

В результате в цепи ТЭД с последовательно включенными сглаживающими реакторами значительно уменьшается переменная составляющая пульсирующего тока, что способствует улучшению коммутации ТЭД.

Для устойчивой работы ТЭД на электровозе необходимо, не просто ограничить пульсации выпрямленного пульсирующего тока, добиться их равномерности по величине, с 1 по 33 позицию. Сглаживающий реактор обладает начальной индуктивностью 6 мГн с последующим снижением до 4 мГн. Снижение индуктивности происходит в результате подмагничивания сердечника рабочим током. Поэтому пульсации тока, протекающего по обмоткам ТЭД, получаются равномерными на любой позиции.

При этом по обмотке возбуждения ТЭД протекает только постоянная составляющая выпрямленного тока, а переменная составляющая отводится по шунтирующему резистору.

2.5 ТЕХНОЛОГИЯ РЕМОНТА СГЛАЖИВАЮЩЕГО РЕАКТОРА ТИПА РС-53

Сглаживающий реактор очищается давлением сжатого воздуха не более 300 кПа, разбирается, проверяется состояние деталей.

Измеряется активное сопротивление катушек, сопротивление изоляции катушек относительно магнитопровода, убеждаются в отсутствии межвитковых замыканий. Катушки, имеющие пробой изоляции на корпус, выжиги глубиной более 3 мм или механические повреждения, низкое сопротивление изоляции, не устранимое сушкой, ремонтируются с полной заменой изоляции.

Катушки пропитываются и просушиваются в соответствии с техническими требованиями чертежа. Выводы катушки облуживаются оловянисто-свинцовым припоем.

Магнитопровод сглаживающего реактора с выжигами, расслоением или повреждением пластин разбирается с переборкой и заменой негодных пластин,

Проверяется сопротивление изоляции стяжных шпилек магнитопровода, которое должно быть не менее 5 МОм.

Изоляторы ремонтируются в соответствии с п.5.4.1.13 Руководства по среднему и капитальному ремонту электровозов переменного тока РК 103.11.431-2006 .

Стеклопластиковые кожуха реакторов РС-53 с трещинами, расслоениями восстанавливаются согласно требованиям Типовой технологической инструкции по заводскому ремонту сглаживающих реакторов типа РЭД-4000, РЭД-4000А, РС-32, РС-53, РСМ-2 электровозов переменного тока или заменяются новыми.

После ремонта реактора производится окраска в соответствии с требованиями чертежей. Проверяется индуктивное сопротивление реактора, убеждаются в отсутствии межвитковых замыканий катушек, испытываются на электрическую прочность изоляция катушек реактора относительно магнитопровода.

2.6 ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ТЕХ. ОСНАСТКА И ОБОРУДОВАНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ РЕМОНТЕ

Значительное количество типов и видов электрооборудования, его конструктивные особенности, а также различные объемы ремонта требуют применения целого ряда приспособлений, позволяющих повысить производительность труда, качество ремонта и культуру производства. Ремонт электрической аппаратуры осуществляется в электроаппаратных цехах или отделениях депо, где оборудуются специализированные рабочие места. Приспособления применяемые при ремонте приведены в таблице:

Источник