Dławik torowy

1. Wstęp teoretyczny.

Dławiki torowe służą do oddzielenia torowego obwodu SRK od obwodu zasilania trakcji elektrycznej. Szyny kolejowe są wykorzystywane na liniach kolejowych z trakcją elektryczną, jako przewody powrotne obwodu zasilania silników trakcyjnych. W przypadku znacznego natężenia prądu trakcyjnego wynoszącego 1000A oraz przy długich odcinkach izolowanych (od kilkuset metrów do kilku kilometrów), aby zmniejszyć spadek napięcia trakcyjnego konieczne jest wykorzystanie obu toków szyn jako przewodu powrotnego. Konieczna zatem staje się separacja obu obwodów w celu zapewnienia każdemu z nich prawidłowego działania. Dławiki mogą być również wykorzystywane do przenoszenia sygnałów z obwodów blokady do obwodu torowego i odwrotnie. Separacja obwodów przez dławik torowy jest możliwa, gdy częstotliwości pradów trakcyjnego i sygnałowego będą różne.

Dławik torowy składa się z rdzenia na który nawinięte są uzwojenia trakcyjne oraz uzwojenia dodatkowe rezonansowe. Uzwojenie trakcyjne składa się z dwóch jednakowych cewek (każda o kilku zwojach). Rdzeń zamknięty jest jarzmem. Wszystkie elementy zamknięte są w obudowie i zanurzone w oleju transformatorowym oraz przykryte pokrywą. Wewnątrz obudowy znajduje się kondensator. Z uwagi na duże wartości prądów trakcyjnych przekrój przewodów uzwojenia trakcyjnego jest znaczny (około 300-400
).

Układ zastępczy dławika torowego

W układzie tym wielkości R1 i L1 oznaczają opór czynny i indukcyjność uzwojenia trakcyjnego. Do tego uzwojenia (jako pierwotnego) jest przyłożone napięcie przemienne U z obwodu torowego SRK. Lr, C i R2 oznaczają indukcyjność, pojemność i opór strat obwodu rezonansowego (wtórnego).

2. Przebieg ćwiczenia.

Naszym pierwszym zadaniem było połączenie obwodu pomiarowego zadanego przez prowadzącego a następnie wykonanie serii pomiarów dla trzech napięć 1V, 2V, 3V. W tej części ćwiczenia zmienialiśmy również ilość zwojów w częsci wtórnej dławika, czyli w obwodzie rezonansowym, przedstawionym na schemacie uproszczonym w pkt. 1 sprawozdania. Począwszy od 228 zwojów wykonaliśmy 9 pomiarów każdorazowo zwiększając liczbę zwojów o 6. Otrzymane przez nas wyniki zestawiliśmy w trzech poniższych tabelkach.

w[zw]	228	234	240	246	252	258	264	270	276
U [V]	3	3	3	3	3	3	3	3	3
J [A]	1,50	1,40	1,25	1,10	0,95	0,80	0,85	1,00	1,10
z =U/J [Omy]	2,00	2,14	2,40	2,73	3,16	3,75	3,53	3,00	2,73
w[zw]	228	234	240	246	252	258	264	270	276
U [V]	2	2	2	2	2	2	2	2	2
J [A]	1,10	1,10	0,95	0,80	0,75	0,70	0,65	0,65	0,70
z =U/J [Omy]	1,82	1,82	2,11	2,50	2,67	2,86	3,08	3,08	2,86
w[zw]	228	234	240	246	252	258	264	270	276
U [V]	1	1	1	1	1	1	1	1	1
J [A]	0,75	0,75	0,60	0,60	0,55	0,45	0,45	0,40	0,35
z =U/J [Omy]	1,33	1,33	1,67	1,67	1,82	2,22	2,22	2,50	2,86

Wykreślone przez nas charakterystyki I=f(w) dla trzech wartości napięcia dołączyliśmy do sprawozdania (Wykres 1). Na przedstawionym wykresie widać, że początkowo prąd maleje do minimalnej liczby dla około 270 zwojów a następnie wzrasta do maksimum dla około 278 zwojów. Tylko dla napięcia 1V wartość prądu końcowego była mniejsza niż początkowego.

Na podstawie pomiarów wyznaczyliśmy rezonans dla 3V oraz 258 zwojów. Dla rezonansu wykonaliśmy 10 pomiarów od napięcia 0,5 V do 5 V. Pomiary wykonywaliśmy dla
i
. Otrzymane wyniki zestawiliśmy w dwóch tabelach:

"0 omów"
U [V}	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
J [A]	0,35	0,49	0,6	0,6	0,7	0,85	1	1,15	1,25	1,4
z [Omy]	1,429	2,041	2,5	3,333	3,571	3,529	3,5	3,478	3,6	3,571
"20 omów"
U [V}	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
J [A]	0,36	0,55	0,7	0,85	1	1,2	1,3	1,55	1,65	1,9
z [Omy]	1,389	1,818	2,143	2,353	2,5	2,5	2,692	2,581	2,727	2,632

Oporność pozorna z jest znacznie większa dla
. Wraz ze wzrostem napięcia rośnie również wartość z (Wykres 2).

W kolejnym etapie połączyliśmy zadany układ, odpowiednio modyfikując poprzednie. Rónież mieliśmy dokonać dwóch pomiarów dla każdego napięcia, dla
i
. Wyniki zestawiliśmy w tabelkach. Wraz ze wzrostem prądu Is wzrasta oporność pozorna dławika

"0 omów"
Js [A]	1,6	1,4	1,2	1	0,8	0,6	0,4	0,2
Js *w [Az]	96	84	72	60	48	36	24	12
J [A]	1,8	1,7	1,7	1,6	1,6	1,5	1,5	1,4
U [V]	2	2,1	2,1	2,2	2,3	2,5	2,7	2,8
Z [Omy]	1,111	1,235	1,235	1,375	1,438	1,667	1,8	2
"20 omów"
Js [A]	1,6	1,4	1,2	1	0,8	0,6	0,4	0,2
Js *w [Az]	96	84	72	60	48	36	24	12
J [A]	1,7	1,7	1,7	1,6	1,6	1,5	1,5	1,5
U [V]	2	2	2	2,1	2,2	2,3	2,7	2,5
Z [Omy]	1,176	1,176	1,176	1,313	1,375	1,533	1,8	1,667

Wykres 1.

Wykres 2.

Wykres 3

---