4.3. Расчет характеристик эпс при ослабленном возбуждении

Скоростные характеристики для ослабленного возбуждения рассчитываем с учетом изменения напряжения на тяговых двигателях по внешней характеристике выпрямителя U_d(I) по формуле

, (4.11)

где V_ – скорость при коэффициенте поля  и токе I;

U_doп – выпрямленное напряжение холостого хода на последней позиции регулирования;

СФ – магнитный поток двигателя при токе возбуждения I_B=I.

Расчет характеристик ЭПС при ослабленном возбуждении произведен на ЭВМ. По данным расчетов на рис.5 построены скоростные характеристики для ослабленного возбуждения.

Сопротивления ослабления возбуждения для двигателей пульсирующего тока включены по схеме, приведенной на рис.6.

Рис.6

Сопротивление цепи постоянного ослабления возбуждения определяем по формуле

. (4.12)

Ом.

Активное сопротивление индуктивного шунта ориентировочно определяем по наименьшему допустимому коэффициенту ослабления возбуждения _min из соотношения

. (4.13)

Ом.

Величину сопротивления r_Шк, реализующего коэффициент ослабления возбуждения _к, определяем по формуле

. (4.14)

Коэффициенты ослабления возбуждения ₁=0,7, ₂=0,54, ₃=0,43.

Ом;

Ом;

Ом.

Эффективный ток в резисторе r₀ определяем по формуле

. (4.15)

А.

Эффективный ток в резисторе r_Шк и в индуктивном шунте определяем по формуле

. (4.16)

А;

А;

А.

4.4. Расчет характеристик реостатного торможения эпс переменного тока

На ЭПС переменного тока целесообразно применять реостатное торможение с независимым возбуждением тяговых двигателей. Принципиальная схема силовой цепи тормозного контура изображена на рис.7.

Рис.7

На рисунке использованы следующие обозначения:

БУРТ – блок управления режимом торможения;

КМ – контроллер машиниста;

ДТ – датчик тока;

ТГ – тахогенератор;

МВ – мотор-вентилятор для охлаждения тормозного резистора.

За счет изменения угла отпирания тиристоров возможно плавное регулирование тормозной силы в пределах рабочей области тормозных характеристик, ограниченной условиями сцепления и мощностью тормозного резистора. Ограничение по сцеплению рассчитываем по формулам

(4.17)

Результаты расчетов занесены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Ограничение по сцеплению

V, км/ч	0	10	20	30	40	60	80	100	120
К	0,286	0,256	0,234	0,216	0,203	0,182	0,167	0,156	0,147
ВК, кН	303,2	271,2	248,0	228,8	215,2	192,8	176,8	165,2	155,6

Ограничение по сцеплению построено на рис.8.

Ограничение по мощности тормозного резистора имеет вид

, (4.18)

где _F – коэффициент, учитывающий потери в тяговом двигателе и редукторе в процессе преобразования энергии.

Принимаем _F=0,93.

Результаты расчетов занесены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Ограничение по мощности тормозного резистора

V, км/ч	50	60	70	80	90	100	110	120
ВК, кН	256,0	213,5	182,9	160,2	142,2	128,1	116,3	106,6

Ограничение по мощности тормозного резистора построено на рис.8.

При постоянном значении угла отпирания тиристоров VS1 и VS2 ток возбуждения тяговых двигателей и их магнитный поток будут постоянными. Значения магнитного потока определяем по формуле

, (4.19)

где r_Т – сопротивление тормозного резистора, которое определяем из условия, чтобы при токе I=I_Н в тормозном резисторе выделялась мощность 0,85Р_Н.

. (4.20)

Ом.

Значения В_К и V подставляем в формулу (4.19) из рис.8 в соответствии с ограничениями по току и по сцеплению. Для полученных значений СФ находим соответствующие значения тока возбуждения, используя формулу (4.9). Для найденных значений тока возбуждения рассчитываем величины угла регулирования тиристоров  по формуле

, (4.21)

где U_VB – падение напряжения на тиристорах VS1 и VS2; U_VB=1 В;

m_B – число последовательно соединенных обмоток возбуждения.

Величину максимального тока возбуждения определяем по формуле

I_{B max}=к_ПЭI_H=1,3918,8=1194,4 А.

Величину минимального тока возбуждения определяем для =85 по формуле

. (4.22)

А.

Пример расчета для V=90 км/ч:

В_К=142,2 кН;

;

А;

.

Все результаты расчетов занесены в табл. 4.3.

Таблица 4.3

V, км/ч	95	90	80	70	60	50	40	35
ВК, кН	136,5	142,2	160,2	182,9	192,8	202,4	215,2	251,8
СФ,	31,2	32,7	36,8	42,1	46,7	52,4	60,4	69,8
IB, А	228,0	241,3	282,4	343,6	406,8	504,8	705,7	1194,4
	85	84,7	83,9	82,7	81,4	79,4	75,2	64,8

По данным табл. 4.3 на рис.9 построен график зависимости (V), обеспечивающей поддержание максимально возможной тормозной силы.

Для выбора режима подтормаживания при движении с установившейся скоростью на тормозных характеристиках строим прямые В(V) при I_B=const и гиперболы В(V) при I=const для значений I_B и I, кратных 100 А.

Результаты расчетов занесены в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Тормозные характеристики для режима подтормаживания

IB, A	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100
BК, кН	239,5	253,2	281,6	237,3	214,0	176,4	157,4	166,7	139,8
V. км/ч	110	80	70	50	40	30	25	25	20
СФ,	38,4	46,3	52,2	56,7	60,2	63,1	65,3	67,2	68,8

Таблица 4.5

I,A
800	V, км/ч	120	100	80	70	60	50
	ВК, кН	66,8	80,2	100,2	114,6	133,6	160,4
700	V, км/ч	100	90	80	70	60	50	40	30
	ВК, кН	61,4	68,2	76,7	87,7	102,3	122,8	153,5	204,6
600	V, км/ч	80	70	60	50	40	35	30	25
	ВК, кН	56,4	64,4	75,2	90,2	112,8	128,9	150,4	180,4
500	V, км/ч	60	55	50	45	40	35	30	25	20
	ВК, кН	52,2	57,0	62,6	69,6	78,3	89,5	104,4	125,3	156,6
400	V, км/ч	50	45	40	35	30	25	20	15
	ВК, кН	40,1	44,5	50,1	57,3	66,8	80,2	100,2	133,6
300	V, км/ч	40	35	30	25	20	15	10
	ВК, кН	28,2	32,2	37,6	45,1	56,4	75,2	112,8