1. Параметры основного электрооборудования

1. Система управления тяговыми двигателями грузовых электровозов переменного тока

Упрощенная схема силовой цепи одной секции электровоза представлена на рисунке 1.

Для регулирования напряжения на тяговых электродвигателях (ТЭД) применяется бесконтактная система зонно-фазового регулирования. Плавное 4-х зонное регулирование напряжения на ТЭД в тяговом и тормозном режимах выполняется выпрямительно-инверторным преобразователем (ВИП). Каждая секция электровоза оборудована тремя выпрямительно-инверторными преобразователями, к каждому из которых подключена группа из двух параллельных ветвей тяговых электродвигателей. С целью расширения диапазона регулирования скорости используется ступенчатое регулирование магнитного потока ТЭД, шунтированием их обмоток возбуждения.

Возбуждение ТЭД в тяговом режиме – последовательное, в режиме рекуперативного торможения – независимое. В тормозном режиме обмотки возбуждения ТЭД двух секций электровоза соединены последовательно и получают питание от отдельной вторичной обмотки тягового трансформатора через управляемый выпрямитель, выполненный по схеме с нулевым выводом

2. Характеристики тягового двигателя при номинальном напряжении

Номинальным называется режим работы, на который тяговый электродвигатель рассчитан заводом-изготовителем. Этот режим характеризуется номинальными значениями мощности , скорости , напряжения на двигателе , тока и коэффициента регулирования возбуждения . Для тяговых двигателей электровозов переменного тока номинальным является режим полного возбуждения = .

Номинальный (часовой) ток тягового двигателя:

(1.2.1)

где – КПД тягового двигателя на его валу в номинальном режиме.

Ток возбуждения тягового двигателя в номинальном режиме:

(1.2.2)

Сила тяги двигателя в номинальном режиме:

(1.2.3)

где – КПД движущего механизма с зубчатой передачей при номинальном режиме.

Сопротивление обмоток тягового двигателя в номинальном режиме:

(1.2.4)

где – относительное падение напряжения на обмотках тягового двигателя мощностью свыше 500 кВт.

Сопротивление обмотки якоря:

(1.2.5)

Сопротивление обмоток дополнительных полюсов:

(1.2.6)

Сопротивление обмоток главных полюсов:

(1.2.7)

Сопротивление компенсационной обмотки:

(1.2.8)

Сопротивление обмоток ТЭД при полном возбуждении:

(1.2.9)

Магнитный поток двигателя в номинальном режиме при нормальном возбуждении:

(1.2.10)

Расчёт характеристик тягового двигателя для номинального напряжения и полного возбуждения.

В предварительных расчётах удобно пользоваться относительными характеристиками тяговых двигателей, у которых ток , скорость и сила тяги выражены в долях от значений этих величин при номинальном (часовом) режиме.

Относительные характеристики тяговых двигателей пульсирующего тока с коэффициентом насыщения магнитной цепи 1,85 представлены в виде таблицы 1.

По данным таблицы 1 построены графики скоростной V(I) и электротяговой F(I) характеристик (рисунок 2).

Максимальный пусковой ток двигателя ограничивается сцеплением колёс с рельсами или допустимой перегрузкой по току :

(1.2.11)

где – коэффициент эксплуатационной перегрузки (для электровозов );

– наибольшая величина тока, допустимого по условиям сцепления, которая отыскивается по кривой (рисунок 2).

Пример расчёта при .

Расчётный коэффициент сцепления:

(1.2.12)

где – коэффициенты, полученные в результате обработки опытных данных.

Сила тяги при наибольшей величине тока :

(1.2.13)

– определено графически.

Результаты расчёта представлены в виде таблицы 2.

Зависимость и значение тока наносят на график (рисунок 2).

Таблица 1 – Характеристики двигателя для номинального режима работы

Ток двигателя	I/Iн	0,2	0,5	0,8	1	1,3	1,6	1,9
	I=Iн·I/Iн , А	187,98	469,94	751,9	939,88	1221,84	1503,81	1785,77
Скорость движения	V/Vн	2,06	1,4	1,1	1	0,92	0,85	0,8
	V=Vн·V/Vн , км/ч	105,06	71,4	56,1	51	46,92	43,35	40,8
Сила тяги	F/Fн	0,06	0,37	0,75	1	1,41	1,81	2,21
	F=Fн·F/Fн , кН	3,009	18,557	37,615	50,153	70,716	90,777	110,838

_{Таблица 2 – Зависимость}

	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100	102
	0,374	0,323	0,303	0,291	0,281	0,272	0,264	0,256	0,249	0,242	0,235	0,234
	80,80	69,66	65,43	62,71	60,56	58,68	56,96	55,33	53,77	52,25	50,76	50,47
	1350	1200	1140	1100	1090	1050	1020	1000	980	960	940	930