Электротехника

[Юрик 3]

... при низких оборотах электродвигателя ток будет максимальным, а напряжение на "зажимах" двигателя минимальным, по мере увеличения числа оборотов наряжение растет до "заданного" значения, а ток снижается. Змінено 6 лютого, 2013 користувачем Vivan755
Сверхцитирование

[Georgiy 0]

Я давно по этому поводу голову ломаю. Объяснил для себя так. До трогания электровоза ( противо ЭДС равна нулю), на первой позиции к ТЭДам прикладывается определенное напряжение. Под действием этого напряжения в силовой цепи устанавливается некоторое значение тока. При увеличении скорости движения, растет противо ЭДС. При этом прикладываемое к ТЭД напряжение уменьшается. С уменьшением напряжения, уменьшается сила тока. Но при одной позиции и, соответственно, при одном коэффициенте трансформации тягового трансформатора, мощность остается примерно одинаковой. Исходя из этого должно соблюдаться равенство Р=I*U. Т.к. Р = const, то при уменьшении силы тока в некоторое количество раз, напряжение должно увеличиваться во столько же раз. Ну как-то так. Поправьте, если где напутал. Змінено 3 лютого, 2013 користувачем Georgiy

[bocman 0]

Ну да, как-то так.

А теперь обратите внимание на напряжение на ТЭД при наборе одной позиции. При этом скорость должна быть стабильной, т.е. сила тяги и силы сопротивления равны.

[Georgiy 0]

Простите, не понял - а что с ним не так?

[vanois 0]

Но при одной позиции и, соответственно, при одном коэффициенте трансформации тягового трансформатора, мощность остается примерно одинаковой. Исходя из этого должно соблюдаться равенство Р=I*U. Т.к. Р = const, то при уменьшении силы тока в некоторое количество раз, напряжение должно увеличиваться во столько же раз.

Что-то вы тут перемудряете. Не "при одной позиции", а при постоянной наргузке, которая получается при постоянной скорости. При разгоне же, напряжение при той же позиции остаётся постоянным, а ток падает только потому, что уменьшается механическая нагрузка на движках.

И да, как писал Алексей, набирая позиции, мы повышаем напряжение, подаваемое на движок. А ток - уже следствие.

ИМХО, реально должно быть так.

Змінено 3 лютого, 2013 користувачем vanois

[Georgiy 0]

Мне кажется Вы путаете причину и следствие - да, при разгоне на одной позиции нагрузка и сила тяги падает. Падает до тех пор, пока не уравновесится с силами сопротивления и не наступит равномерное движение. Но это уменьшение силы тяги происходит из-за уменьшения силы тока,проходящего по якорю ТЭД, а не наоборот. А ток уменьшается в свою очередь из-за увеличения противо-ЭДС.

[lektor4053 0]

На зажимах ТЭД регулируемая величина "напряжение", регулируем поток возбуждения Ф, а ток зависит от условий (I=cФn)

[Vivan755 0]

Так! Где мы на ВЛ80Т регулируем возбуждение? Да нигде, равно как и на ЧС4, и на 2ТЭ116, так как двигатели включены на последовательное возбуждение, можно лишь несколько уменьшить Ф включением ослабления поля. А падение напряжения в силовой цепи есть не только на двигателях, внутреннее сопротивление есть у тр-ра, кабелей, аппаратов, диодов, и чем больше ток, тем падение больше, а у двигателя противоЭДС мала. По мере разгона ток и падение в цепи снимаются, противоЭДС растёт, потому и растёт показание вольтметра якоря. На zdsim-е я уже об этом писал, а здесь всё надо делать заново, почему я и предлагал - легче кое-кому пару пальцев сломать, чем городить из-за него новый сайт...

[lektor4053 0]

Чё ты пишешь? С набором позиций возростает напряжение, а чем выше напряжение тем выше ток или ты другой закон Ома знаешь? На примере 2ТЄ10 на определённой позиции напряжение и ток const, но по мере разгона необходимо соблюдать услолвие P=U*I=const, т.е. ток при разгоне падает, схема возбуждения реагирует и изменяет ток возбуждения ГГ - напряжение в силовой цепи возростает.

[sasha135642 0]

У источника напряжения (неидеального, т. е. имеющего внутреннее сопротивление) напряжение на выходе: U=E - I*r, где E - ЭДС, r - внутреннее сопротивление источника, I - потребляемый ток. В трансформаторе напряжение ведет себя подобным образом, т. к. это тоже неидеальный источник. Вот почему не всегда большему току соответствует большее напряжение (смотря какой ток и напряжение брать). Не стоит путать закон Ома для участка цепи и для полной цепи. А на тепловозе на определенной позиции ток и напряжение вовсе не постоянны, они меняются, так чтобы мощность оставалась примерно постоянной.

[Vivan755 0]

Твою за ногу... Я пишу о том, почему на одной позиции при разных скоростях разное НАПРЯЖЕНИЕ на якорях. При одной и той же позиции на малой скорости будет малая противоЭДС ТЭД и потому большой ток, из-за большого тока - большое падение напряжения на диодах, кабелях, обмотках, просадка напряжения в КС. По мере разгона будет падать ток, с ним мощность - будет уменьшаться просадка напряжения в КС и падение на аппаратах цепи. Был бы сейчас комп с интернетом - показал бы видео, где на ВЛ80К при большом токе отключаются ЛК - напряжение (на ВЛ60 и ВЛ80К вольтметр ТЭД подключен до линейных) и напряжение подскакивает с 600 до 900 В. Чтобы при наборе напряжение на двигателях прямо проседало - такого не припомню, но в тренажёре, факт, это есть. Видимо, недоработка закона.

А на тепловозах интересное происходит при переходах. Включается КШ - падает противоЭДС, возрастает ток, но чтобы не подскочила мощность и не задавило дизель, САР тут же снижает напряжение. В итоге U упало, I возрос, P не изменилась.

[sasha135642 0]

Но при одной позиции и, соответственно, при одном коэффициенте трансформации тягового трансформатора, мощность остается примерно одинаковой.

Это неправда. С ростом нагрузки мощность трансфоматора возрастает и достигает максимума, когда сопротивление нагрузки равно внутреннему сопротивлению трансформатора. При дальнейшем росте нагрузки мощность начинает уменьшаться, а при к.з. она равна нулю, но это уже аварийный режим работы трансформатора. На тепловозах же мощность на определенной позиции действительно поддерживается почти постоянной. Вообще, причина просадки напряжения - в источнике. Если бы он был бесконечно мощный ее бы не было вовсе.

[Назаров 0]

Ответьте как может изменяться мощность в тр-ре... Змінено 7 лютого, 2013 користувачем Назаров

[sasha135642 0]

Выходная характеристика трансформатора приближенно U(I)=E - I*r, т.е. линейная (ЭДС и сопротивление на фиксированной позиции - постоянны). В книге "Грузовые электровозы переменного тока" Дубровский и др. на стр 19 показаны внешние характеристики трансформаторов на разных позициях. Видно что они линейны, или почти линейны. Произведение тока и напряжения (т. е. мощность) в разных точках разная. Если бы характеристика была гиперболической, тогда мощность бы не менялась.

[Georgiy 0]

Ну допустим я не прав. Моего "школьного" образования пока не хватает, чтобы вникнуть в такие "дебри" электротехники. Но все же объясните мне - почему с увеличением противо-ЭДС, напряжение на ТЭД увеличиватся? Ведь мысль сразу такая возникает - на вольтметре ТЭД должна быть разность между приложенным напряжением к двигателю и его противо-ЭДС. Соответственно и показания вольтметра должны уменьшаться с ростом скорости. На практике же, совершенно противоположная картина. Так как, с точки зрения физики, объяснить увеличения на движках? Я ведь столько раздумывал над этим. Думал, что уже нашел ответ. Оказывается не так. Помогите найти верное объяснение.

[sasha135642 0]

Если бы можно было как-нибудь измерить напряжение на внутреннем сопротивлении двигателя, то оно действительно уменьшалось бы с уменьшением тока, а значит и с ростом противо-ЭДС. Но поскольку это сопротивление "распределено" по двигателю, то его невозможно замерить отдельно. Т. е. измерить можно только лишь сумму противо-ЭДС и падения на внутреннем сопротивлении. Это же - напряжение на выходе трансформатора (напряжение ведь меряется между двумя точками). С ростом противо-ЭДС ток ТЭДа уменьшается, а значит разгружается трансформатор и его напряжение возрастает. Змінено 7 лютого, 2013 користувачем sasha135642

[Georgiy 0]

Не понял - сопротивление "распределено" по двигателю, но ведь оно постоянно (какими-то изменениями сопротивления из-за повышения температуры и т.п., я пренебрегаю). И при отсутствии противо-ЭДС падение напряжения на двигателе будет одно. А что происходит с увеличением противо - ЭДС? Сопротивление ведь таким же остается. А двигатель с увеличением частоты вращения начинает работать как генератор, включенный против приложенного напряжения. А ЭДС двух источников тока, включенных встречно, насколько я знаю, вычитается.

[sasha135642 0]

Если бы это сопротивление представляло собой резистор, включенный последовательно с двигателем, то можно было бы подключить к нему вольтметр и померять. Но в действительности этот резистор "распределен" по двигателю - по обмоткам якоря и возбуждения. И, поэтому, невозможно померять напряжение на внутреннем сопротивлении без учета противо-ЭДС. Как генератор двигатель работает когда противо-ЭДС превысит приложенное напряжение. Тогда ток потечет в ту же сторону, что и противо-ЭДС (тогда оно называется просто ЭДС). В двигателях постоянного тока с последовательным возбуждением (именно такие применяю на подвижном составе) это невозможно - противо-ЭДС не может превысить питающее напряжение. Это возможно при параллельном, или независимом возбуждении (это свойство применяют на рекуперативном торможении путем переключения схемы соединения якорей с обмотками возбуждения с последовательного на независимое). Змінено 7 лютого, 2013 користувачем sasha135642

[Georgiy 0]

Резистор тоже можно рассматривать как бесконечно большое число участков проводника с некоторым сопротивлением. Другой вопрос, что в этом случае все сопротивление будет равномерно распределено по резистору. Но ведь нам это безразлично - важно лишь суммарное значение сопротивления. Какое имеет значение: как распределено сопротивление внутри движка? В "сумме" (не алгебраической, а с учетом всех законов послед. и паралл. соединения проводников) его сопротивление будет равно некоторой величине и величина эта будет практически неизменна. Напряжение к двигателю приложено к его выводам. Противо-ЭДС также на его выводах, но встречно напряжению. И вольтметр подключен к выводам движка. Поэтому, имхо, не имеет значения - как распределены сопротивления внутри двигателя. Можно условно представить его как резистор с сопротивлением равным суммарному (включая индуктивное) сопротивлению двигателя.

Только такой резистор будет вырабатывать противо-ЭДС с увеличением частоты вращения

Хотя, конечно, противо-ЭДС нужно смотреть именно на концах обмотки якоря, исключая из рассмотрения другие цепи внутри двигателя (щеточно-коллекторный узел и др.), но, имхо, это не особо меняет дело.

Змінено 7 лютого, 2013 користувачем Georgiy

[sasha135642 0]

Противо-ЭДС также на его выводах, но встречно напряжению.

На выводах двигателя вовсе не ЭДС, а ее сумма с падением напряжения на внутреннем сопротивлении, поэтому измерить чистое значение ЭДС двигателя также невозможно.

[Georgiy 0]

Я не понял, почему сумма, но даже если и так, то эта величина не слишком сильно будет отличаться от противо-ЭДС. Во многой литературе при расчетах произведением Iя*r (то самое падение напряжения на внут. сопротивлении двигателя) пренебрегают. Соответственно на выводах будет величина, примерно равная противо-ЭДС.

 

 

 

Такую картинку я набросал в paint'е. По ней два вопроса: 1) Чему будет равно показания на вольтметре: а) Е1+Е2; б) Е1-Е2, где Е1, Е2, ЭДС источников тока, Е1>E2? 2) Есть ли принципиальные отличия работы этой схемы от работы схемы питания ТЭД в одно фиксированное мгновение времени, если Е1 - ЭДС выпрямительной установки; Е2 - противо-ЭДС? Понимаю, что сравнение примитивнейшее, но все же.

Змінено 7 лютого, 2013 користувачем Georgiy

[Vivan755 0]

Соответственно и показания вольтметра должны уменьшаться с ростом скорости. На практике же, совершенно противоположная картина. Так как, с точки зрения физики, объяснить увеличения на движках? Я ведь столько раздумывал над этим. Думал, что уже нашел ответ. Оказывается не так. Помогите найти верное объяснение.

В сообщениях 188 и 191 ответа нет? Ещё раз кратко: при большом токе велико падение напряжения на аппаратах силовой цепи, внутреннем сопротивлении обмотки тр-ра, просадка напряжения в КС. По мере роста скорости и падения тока, но вместе с этим и роста противоЭДС двигателя падение напряжения переползает с внешних цепей на сам двигатель.

[bocman 0]

1. Е₁-Е₂. Внутреннее сопротивление источников ЭДС определяет только ток в цепи.

2. В примитивном плане нет, т.к. для простоты понимания считается, что ТЭД питается постоянным током. Реально ТЭД питается пульсирующим током, и картина во времени там достаточно сложная.

[Georgiy 0]

Или в таком случае выходит, что с увеличением скорости растет сопротивление двигателя?

Растёт противоЭДС двигателя. Можно сказать, что сопротивление.

Змінено 11 травня, 2013 користувачем Vivan755

[bocman 0]

Не совсем правильные.

Напряжение (падение напряжения - то же самое) по закону Ома:

 

U=IR.

 

С увеличением напряжения источника падение не увеличивается. Падение напряжения увеличивается в двух случаях:

а) увеличивается ток, проходящий через резистор;

б) увеличивается сопротивление резистора.

Кстати, при увеличении тока, проходящего через резистор, вдвое, мощность потерь увеличивается вчетверо - зависимость квадратичная. Это следует из:

 

P=I²R.

 

Это главный фактор, по которому наименьшие потери получаются в линии электропередачи с наибольшим напряжением при постоянной передаваемой мощности и постоянном сопротивлении линии.

 

UPD: Не забивайте пока голову пульсирующим током и переходными процессами; оперируйте действующими значениями тока и напряжения.