2. Ход выполнения работы

2.1. Выбор электровоза – прототипа.

По указанному типу тягового электродвигателя (НБ–406) выбираем электровоз постоянного тока ВЛ8, у которого диаметр бандажа D₀=1200 мм, передаточное соотношение зубчатой передачи µ =3.9, нагрузка на ось колесной пары p₀= 22.5 т.

2.2. Расчет и построение электротяговых характеристик.

2.2.1. Расчет электротяговых характеристик по заданным значениям диаметра бандажа колесных пар и передаточного отношения зубчатой передачи проводим для полного возбуждения при параллельном П соединении тяговых электродвигателей (см. рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Упрощенная схема соединения тяговых двигателей при параллельном соединении.

Рассчитываем скорость движения электровоза при П соединении тяговых двигателей, по формуле [2, (3.1)]:

, (2.1)

где – скорость движения электровоза при П соединении тяговых двигателей, км/ч;

=1200 мм – заданный диаметр бандажа, мм;

µ=3,78 – заданное передаточное соотношение зубчатой передачи;

– скорость электровоза–прототипа на параллельном соединении тяговых двигателей [1, рис. 4.104], км/ч;

Рассчитываем силу тяги двигателя для заданных D и µ, по формуле [2, (3.2)]:

, (2.2)

где F_кд0 – сила тяги двигателя электровоза – прототипа [1, рис. 4.104], кгс;

F_кд – сила тяги двигателя расчетного электровоза, кгс;

Таблица 2.1 – Результаты расчета электротяговых характеристик.

Iд, А	Vп0, км/ч	Vп, км/ч	Fкд 0, кгс	Fкд, кгс
68	100,0	103,2	250	250
80	89,5	92,3	360	350
90	82,0	84,6	470	450
100	77,0	79,4	580	550
140	63,0	65,0	1050	1000
150	60,9	62,8	1180	1150
175	56,7	58,5	1510	1450
200	53,7	55,4	1840	1800
210	52,7	54,4	1970	1900
250	49,6	51,2	2520	2450
300	46,3	47,8	3230	3150
340	44,3	45,7	3790	3700

Продолжение табл. 2.1

Iд, А	Vп0, км/ч	Vп, км/ч	Fкд 0, кгс	Fкд, кгс
350	43,8	45,2	3960	3850
380	42,6	44,0	4420	4300
400	41,9	43,2	4720	4600
450	40,4	41,7	5490	5300
500	39,0	40,2	6270	6100
550	37,8	39,0	7090	6900
600	36,8	38,0	7940	7700

Рисунок 2.2 – Упрощенная схема соединения тяговых двигателей при сериесно-параллельном СП соединении.

Рисунок 2.3 – Упрощенная схема соединения тяговых двигателей при сериесном С соединении.

Рассчитываем значения скоростей при сериесном и сериесно–параллельном соединении тяговых электродвигателей (см. рис. 2.2 и рис. 2.3), для этого используем приближенные формулы [2, (3.3), (3.4)]:

, (2.3)

, (2.4)

где – значение скорости на параллельном соединении тяговых двигателей, км/ч;

= 1500 В – номинальное напряжение на тяговом двигателе при параллельном соединении, В;

Значения напряжения на С и СП соединениях, и соответственно, рассчитываются по следующим формулам [2, (3.5), ( 3.6)]:

(2.5)

(2.6)

где = 3000 В – номинальное напряжение в контактной сети;

n_c и n_сп – количество двигателей включенных последовательно на С и СП соединениях соответственно.

Таблица 2.2 – Результаты расчета электротяговых характеристик для С и СП соединений.

Iд, А	Vп, км/ч	Vс, км/ч	Vсп, км/ч
68	103,2	25,8	51,6
80	92,3	23,1	46,2
90	84,6	21,2	42,3
100	79,4	19,9	39,7
140	65,0	16,3	32,5
150	62,8	15,7	31,4
175	58,5	14,6	29,3
200	55,4	13,9	27,7
210	54,4	13,6	27,2
250	51,2	12,8	25,6
300	47,8	12,0	23,9
340	45,7	11,4	22,9
350	45,2	11,3	22,6
380	44,0	11,0	22,0
400	43,2	10,8	21,6
450	41,7	10,4	20,9
500	40,2	10,0	20,1
550	39,0	9,8	19,5
600	38,0	9,5	19,0

По данным таблицы 2.1 и таблицы 2.2 строим графики зависимостей и для С, СП, П соединений двигателей (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

2.2.2. Для расчета электротяговых характеристик в режимах ослабления возбуждения необходимо рассчитать коэффициент ослабления возбуждения на каждой из четырех принятых ступеней регулирования, для этого пользуемся формулой [2, (3.7)]:

_, (2.7)

где – коэффициент ослабления возбуждения n–ой ступени;

=0,75 – коэффициент ослабления возбуждения для первой ступени.

_{Далее, по полученным значениям , производим расчет электротяговых характеристик для П соединения тяговых двигателей при движении в режимах ослабления возбуждения, по формулам:}

_{, (2.8)}

_{где – ток тягового двигателя при ослаблении возбуждения, А;}

_{– ток тягового двигателя при полном возбуждении, А;}

_{При этом скорость движения электровоза с полным возбуждением тяговых двигателей должна равняться скорости электровоза с ослабленным возбуждением тяговых двигателей.}

_{, (2.9)}

_{где – сила тяги двигателя при ослаблении возбуждения, кгс;}

_{– сила тяги двигателя при полном возбуждении, кгс;}

Таблица 2.3 – Результаты расчета электротяговых характеристик для режимов ослабления возбуждения.

V, км/ч	=1
	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс
103,2	68	250	90	350	120	450	160	600	215	800
92,3	80	350	105	450	140	600	190	850	255	1100
84,6	90	450	120	600	160	800	215	1050	285	1400
79,4	100	550	135	750	180	950	235	1300	315	1750
65,0	140	1000	185	1350	250	1750	330	2350	445	3150
62,8	150	1150	200	1550	265	2050	355	2750	475	3650
58,5	175	1450	235	1950	310	2600	415	3450	555	4600
55,4	200	1800	265	2400	355	3200	475	4250	630	5700
54,4	210	1900	280	2550	375	3400	500	4500	665	6000
51,2	250	2450	335	3250	445	4350	590	5800	790	7750

Продолжение табл. 2.3

V, км/ч	=1
	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс	, А	, кгс
47,8	300	3150	400	4200	535	5600	710	7450	950	10000
45,7	340	3700	455	4950	605	6600	805	8750	1075	11700
45,2	350	3850	465	5150	620	6850	830	9100	1100	12200
44,0	380	4300	505	5750	675	7650	900	10200	1205	13600
43,2	400	4600	535	6150	710	8150	950	10900	1265	14500
41,7	450	5300	600	7050	800	9400	1065	12550	1425	16750
40,2	500	6100	665	8150	890	10850	1185	14450	1580	19300
39,0	550	6900	735	9200	975	12250	1305	16350	1740	21850
38,0	600	7700	800	10200	1065	13700	1420	18250	1900	24350

_{По данным} таблицы 2.3 строим графики зависимостей и в одних координатных осях вместе и (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 1).