Устройство и принцип работы путевого дроссель-трансформатора, методика расчета

Путевой дроссель-трансформатор – это агрегат, пропускающий ток тяги, обходя изолирующий стык. Устройство напоминает катушку индуктивности, отличающуюся конструкцией, принципом функционирования, техническими характеристиками, методикой расчёта, предназначением и областью применения. Дроссельный трансформатор подразделяется на виды в зависимости от частотности и функций.

Конструкция и принцип работы

Устройство ДТ выглядит, как сердечник формы Ш со стальным остовом. Расположение главной и второстепенной обмотки – средний стержень сердечника. Все составляющие механизма погружены в корпус из чугуна. Он в свою очередь наполнен маслом трансформатора и закрыт крышкой. Уровень масляной жидкости контролируется через пробки, находящиеся на крышке. Конструкция имеет защиту от:

  • проникновения внутрь ДП лицами, которым не положено вмешиваться в работу прибора;
  • размещения на выводах главной обмотки ненужных предметов;
  • возможности повреждения корпуса.

Путевой дроссель-трансформатор

В данном приборе находится пластина из гетинакса, расположенная посередине сердечника и остова. С её помощью происходит обеспечение воздушного зазора в магнитной цепи ДТ. Главная обмотка необходима для пропускания тягового тока. Она обладает 3 выводами. К линиям рельс присоединяются 2 из них, расположенные по краям, а оставшийся по середине –  к среднему выводу дроссельного трансформатора смежной РЦ.

За включение приборов релейного и питающего концов РЦ отвечают дополнительные обмотки. Из-за индуктивного соединения приборов с рельсовой линией на работу РЦ меньше влияет константная составная часть тягового тока.

Дроссель-трансформатор на постоянном токе функционирует, согласно принципу самоиндукции катушки. Это происходит следующим образом:

  1. Часть тягового тока попадает на одну полуобмотку ДТ, перемещаясь по одной рельсе.
  2. Остальной ток идёт на вторую полуобмотку ДТ.
  3. Суммарный ток всех этих частей попадает через перемычку в среднюю точку ОО смежного ДТ. Поделившись надвое, он направляется по нитям рельс соседней РЦ.

Прибор может выдерживать диапазоны колебаний от низких до высоких. Первые могут быть от 20 Гц до 20 кГц. Средние значения составляют 20-100 кГц, а высокие – более 100 кГц. Конструкция дросселей высокой частотности совсем не похожа на конструкции ДТ низкой и средней частотности.

Путевой дроссель-трансформатор конструкция

Назначение и область применения устройства

Дроссельный трансформатор используется в области электротехники. Он предназначен для установки на ЖД пути, оснащённые автоматической блокировкой переменного и электротягой постоянного тока. Подобное оборудование используют, чтобы стыковать системы электрической тяги. Также дроссели внедряют в трамваи, поезда метро и современные скоростные дрезины.

Их составляющие специально созданы для суровых условий окружающей среды, возникающих при эксплуатации на ЖД транспорте.

Если рассматривать устройство по назначению, то оно делится на следующие виды:

  1. Дроссели, совершающие работу на вторичных импульсных источниках питания. В самом начале происходит накапливание катушкой энергии от первоначального источника. Это осуществляется в собственном магнитом поле. После этого энергия возвращается в нагрузку.
  2. ДТ для запускания двигателей. Здесь устройство выступает в качестве ограничителя токов, отвечающих за пуск и тормоз. Дроссельная конструкция для приводов отличается мощностью не больше 30 кВт, схожа с 3-фазным трансформатором.
  3. ДТ насыщения. Его используют в стабилизаторах напряжения и ферромагнитных преобразователях. Ещё такой ДТ применяется в магнитных усилителях. Там из-за подмагничивания происходит смена индуктивной резистентности сердечником.
  4. ДТ для сглаживания. Подобным прибором убирают пульсации выпрямленного тока, если нет конденсаторов в ламповых усилителях.

Помимо прочего, аналогичные устройства распространены в сварке, в блокировочных, сигнализационных и совмещенных централизованных системах.

Путевой дроссель-трансформатор

Основные технические характеристики

В характеристиках содержится информация о количестве витков, полном сопротивлении и показатель трансформации главной обмотки и второстепенных. Показатели дросселя-трансформатора ДТ 500:

  • количество витков главной обмотки – 7+7;
  • количество витков дополнительной обмотки – 1560, 322, 1238;
  • полное сопротивление – 0,2-0,22 Ом;
  • коэффициент трансформации – 40,23, 17.

Его масса составляет 132 кг, объём масла – 29 л. Может прослужить не больше 30 лет. Согласно правилам, температура сердечника не должна превысить 95 С. Она определяется по температуре верхних слоёв масла.

дросселя-трансформатора ДТ 500

Разновидности дроссельных трансформаторов

Чаще всего встречаются следующие разновидности дроссельных трансформаторов:

  1. Низкочастотный. По внешнему виду он напоминает незамысловатый трансформатор из железа. Единственный отличием от него является сборка с одной обмоткой. Катушка делает так, что при понижении тока в цепи его значение не меняется и остаётся на нужном уровне, а при повышении значение снижается.
  2. Высокочастотный. Это электрическое устройство создано, чтобы передавать энергию высокой частоты между 2 цепями и больше электромагнитной индукцией. Оно распространено намного больше. Его катушка навивается на ферритовые и стальные сердечники либо на каркас из пластмассы.

Наличие сердечника в дросселе увеличивает его размеры. Без него он весит намного меньше.

Разновидности дроссельных трансформаторов

Методика расчета

ДТ рассчитывается по методе нечёткой логики, нейронных сетей, резольвента Ла-Гранджа и другим. Разработаны специальные программы, производящие вычисление параметров устройства за считанные минуты. Основные этапы расчёта:

  • ввод требуемых данных для расчёта;
  • выдача программой значений кривой намагничивания и корректирование ошибок;
  • подсчитывание системой геометрических параметров модели сердечника.

Применив особую формулу, можно своими силами рассчитать воздушный зазор в устройстве. Она выглядит следующим образом L*I²/V. индуктивность обмотки дросселя – это L, а сила постоянного тока на обмотке – это I. Буква V обозначает объём сердечника из железа.

Примеры расчетов

Например, можно рассчитать LO² для сердечника Е42х21х20 (B66329-G1000-X127) с воздушным зазором 2 мм, сделанного из материала N27. Известные следующие параметры сердечника, с которыми придётся работать:

  • le = 97 мм;
  • Ае = 240 мм²;
  • B = 300 мТл;
  • Ig = 2 мм.

Для начала необходимо найти краевой коэффициент F по формуле. Она выглядит следующим образом:

F=1+ (Ig/ Ае^1/2) *loge *(2Bw/ Ig)

В итоге получается 1,42.

После этого нужно приступить к вычислению µe. Это эффективная проницаемость. Она находится по формуле:

µe= (µo*Ae)/ (le/µi + Ig/F)

Значение будет равно 68.

Теперь потребуется рассчитать AL – коэффициент индуктивного сопротивления. Формула вычисления:

AL= (µo* µe)/(Ie/Ae)

Полученный результат будет равен 208.

Зная все эти данные, можно приступить к расчёту LO². Для этого существует следующая формула:

LO²=(Bmax*Ae*Ie)/ (µo* µe)

Конечный ответ – 16,60.

Помогла статья? Оцените её
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Добавить комментарий
Adblock
detector