2. Розрахунок параметрів стенду взаємного навантаження для випробувань тягових двигунів

Основні пристрої, що входять у схему стенду, є так звані «лінійні генератори» - ЛГ і «вольтододаткові машини»- ВДМ, компенсуючи відповідно втрати холостого ходу і електричні втрати.

У запропонованій схемі ці машини заміняються статичними перетворювачами, які у подальшому будуть позначені вищезазначеними позначеннями.

Параметри двигунів, що випробуються зазначені нижче у табл. 1.2.

Таблиця 1.2.

Часова потужність, кВт	Напруга, В	Струм, А	Опір обмоток при 20̊С, Ом	КПД,%
900	1500	650	0.015 – як. 0.007 – г.п. 0.003 – д.п. 0.006 – к.о.	92.5

Випробування на стенді взаємного навантаження з використанням двох однакових двигунів, що випробуються, з‘єднаних механічно і електрично.

При цьому одна з машин, що випробується –М1 – працює у режимі двигуна, а інша – М2 – у режимі генератора, у коло якого послідовно підключена ВДМ.

Параметри ВДМ і ЛГ можуть бути визначені виходячи з наступних міркувань.

Рівняння балансу напруг для кіл двигуна М1 та генератора М2 має наступний вигляд: - для лінійного генератора:

U_лг = Е₁ + I_д · (r_я + 2r_{г.п .}+ r_д.п. + r_к.о.); (1)

U_лг = Е₂ +Е_вдм – I_Г · (r_я + r_{г.п .}+ r_д.п. + r_к.о.); (2)

Е₁=Е₂ ≈ 0,96 · 1500 = 1440 В;

U_лг = 1440 + 650 · (0.015 + 2·0.007 + 0.003 + 0.006) = 1460 В;

Для цього випадку:

Е₁ – ЕРС машини М1;

Е₁ та Е_вдм – ЕРС машини М2 та ВДМ відповідно;

I_д та I_г – струм двигуна та генератора відповідно;

r_я , r_{г.п .}, r_д.п., r_к.о – опори якоря, головних та додаткових полюсів, компенсацыйноъ обмотки.

Оскільки машини М1 та М2 однакові, обертаються з однаковими кутовими швидкостями, то можна вважати їх ЕРС рівними, тобто Е₁ = Е₂.

У цьому випадку, прирівнявши праві частини рівнянь (1) та (2), отримаємо вираз для напруги ВДМ:

U_вдм = Е_вдм - I_Г · r_я.вдм = I_д · (r_я + r_{г.п .}+ r_д.п. + r_к.о.) + I_Г · (r_я + r_д.п); (3)

Але струм обох ввімкнених послідовно машин М1 та М2 I_д = I_г = I, тому, перетворивши рівняння (2.3), отримаємо:

U_вдм = 2I·( r_я + r_{г.п .}+ r_д.п. + r_к.о.);. (4)

U_вдм = 2·650·( 0.015 + 0.007 + 0.003 + 0.006) = 40 В.

Помноживши обидві частини рівняння (4) на величину струму I, визначимо необхыдну потужнысть ВДМ.

P_вдм = U_вдм · I = 2I ²· ( r_я + r_{г.п .}+ r_д.п. + r_к.о.); (5)

P_вдм = 40· 650 = 26.2 кВт;

Сумарні втрати у двигуні:

Ʃp= (1-η) = (1-0.925) = 73 кВт; (6)

Оскільки ВДМ і ЛГ компенсують усі втрати потужності машин М1 і М2, що випробовуються, потужність ЛГ може бути визначена як різниця суми втрат в обох машинах і потужності ВДМ.

P_лг = 2Ʃ p - P_вдм = 2 · 73 - 26,2 = 119.8 кВт; (7)

I_лг = = = 82 А; (8)