Замещающего дроссель-трансформатор

При расчетах и анализе работы рельсовых цепей в основных режимах их работы необходимо рассчитывать необходимое напряжение источника питания, обеспечивающее требуемое напряжение на путевом приемнике или решать обратную задачу – при заданном напряжении источника питания определять ток в путевом приемнике. При этом отдельные звенья рельсовой цепи (аппаратуру питающего, релейного конца, дроссель-трансформаторы, рельсовую линию и др.) удобно представить в виде последовательного соединения четырехполюсников, замещающих эти звенья. В дальнейшем подчетырехполюсником будем понимать электрическую схему, имеющую два входных зажима и два выходных зажима.

В общем случае дроссель-трансформатор можно представить эквивалентной схемой замещения представленной на рис. 14.

Рис. 14 Общая схема замещения дроссель-трансформатора

Для любого пассивного (не содержащего э.д.с.) линейного четырехполюсника напряжение и ток на входе и связаны с напряжением и током на выходе и двумя уравнениями, которые принято называть основными уравнениями четырехполюсника:

;

. (1)

В этих уравнениях комплексные коэффициенты А, В, С, D зависят от схемы внутренних соединений четырехполюсника, от численных значений сопротивлений схемы и от частоты. Для каждого четырехполюсника они могут быть определены расчетным или опытным путём. В данной работе коэффициенты четырехполюсника А, В, С, D, замещающего дроссель-трансформатор, определим экспериментальным путем.

Известны ряд способов определения коэффициентов четырехполюсника основанных на использовании метода холостого хода и короткого замыкания со стороны основной и дополнительной обмоток дроссель-трансформатора.

Более точный метод определения коэффициентов четырехполюсника, замещающего дроссель-трансформатор, основан на измерении модулей и аргументов входных сопротивлений:

– основной обмотки при разомкнутой дополнительной обмотке ;

– основной обмотки при коротком замыкании дополнительной
обмотки ;

– дополнительной обмотки при разомкнутой основной обмотке .

Входные сопротивления четырехполюсника и можно определить по формуле:

(2)

При определении (дополнительная обмотка разомкнута) ток , поэтому . При определении (дополнительная обмотка замкнута) напряжение , поэтому .
При определении , учитывая, что направление передачи энергии через четырехполюсник изменяется на противоположное направление, уравнения 1 примут вид

;

. (3)

Входное сопротивление определим по формуле

(4)

С изменением направления передачи энергии через четырехполюсник коэффициенты А и D (формула 3)меняются местами и при разомкнутой основной обмотке , .

Для любого четырехполюсника должно выполняться условие
АD – BC = 1. Решая совместно уравнения , , относительно коэффициентов четырехполюсника получим формулы для расчета коэффициентов А, В, С, D

; ;

; . (5)

Уравнения 5 используются для определения коэффициентов четырехполюсников замещающих трансформаторы.

Для получения точных результатов измерения всех входных сопротивлений должно вестись при одном и том же магнитном потоке. Поддержание постоянного магнитного потока контролируется с помощью измерительной обмотки, в которую подключается высокоомный милливольтметр. Эта обмотка имеет 30-50 витков, намотанных тонким проводом на сердечник дроссель-трансформатора.
Измерения модулей и аргументов входных сопротивлений проводятся методом трех вольтметров и амперметра согласно схеме рис. 15.

Реально сопротивления и равны десятым и сотым долям Ома, т.е. они соизмеримы с сопротивлением соединительных проводов схемы. Поэтому, для повышения точности измерений, напряжения , и измеряются относительно трех точек 1, 2 и 3 без включения сопротивлений соединительных проводов (рис. 15).

Рис. 15. Схема измерения параметров трансформатора,

U – напряжение источника питания, R – дополнительное (активное)

сопротивление, Z_вх – входное сопротивление четырехполюсника

Последовательно с измеряемым входным сопротивлением Z_вх включен дополнительный резистор R, сопротивление которого подобрано таким, чтобы , что повышает точность измерений. Модуль измеряемого входного сопротивления определяется по формуле

(6)

Аргумент измеряемого входного сопротивления Z_вх определяется в соответствии с векторной диаграммой, приведенной на рис. 16 по формуле:

; (7)

откуда

. (8)

Рис. 16. Векторная диаграмма напряжений

Аргумент комплексного сопротивления можно также определить графическим путем, построив векторную диаграмму рис. 16.

При построении векторной диаграммы вектор напряжения откладывается по направления вектора тока, так как на активном сопротивлении вектор напряжения и тока совпадают по фазе.

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ²Изучение приборов систем железнодорожной автоматики и телемеханики ²

Цель выполнения работы: Ознакомление с конструкцией, принципом действия, схемами включения, методами измерения электрических параметров дроссель-трансформаторов, применяемых в устройствах ж.-д. автоматики и телемеханики.

Поиск по сайту: