2 Выбор тягового энергетического оборудования пректного тепловоза
2.1 Выбор тягового электродвигателя
Выбор тягового электродвигателя будем производить из числа серийных двигателей по известным размерам сердечника якоря (прототип ЭД-121).
Рисунок 2 – Сердечник якоря ТЭД
м
1 Электрическая мощность ТЭД:
-
касательная мощность секции тепловоза;
-
число движущих осей секции тепловоза;
-
КПД тягового зубчатого редуктора;
-
КПД ТЭД в продолжительном режиме (для
пассажирских).
2 Линейная скорость на поверхности якоря ТЭД при движении с конструкционной скоростью:
,
принимаем
3 Линейная скорость на поверхности якоря ТЭД при движении с расчётной скоростью:
,
где
-
диапазон рабочих скоростей тепловоза
4 Линейная токовая нагрузка ТЭД в продолжительном режиме. Определяется по условию тепловой напряжённости якорной обмотки ТЭД, поэтому зависит от класса изоляции обмотки.
4.1 ТЭД с изоляцией якорной обмотки класса «Н»:
,
А/м, где
А/м
А/м
-
проверка выполняется
5 Требуемый коэффициент регулирования напряжения ТЭД.
Коэффициент
показывает кратность изменения напряжения
на входе ТЭД, которая необходима для
полного использования номинальной
мощности тепловоза во всём диапазоне
рабочих скоростей.
,
где
– минимальная
степень ослабления возбуждения ТЭД
(для тепловозов на режиме ОП2).
По
условиям нормальной коммутации
для некомпенсированных двигателей.
Обычно
- для магистральных тепловозов. При этом
Принимаем
-
проверка выполняется.
6 Магнитная индукция в воздушном зазоре ТЭД в продолжительном режиме.
,
Тл, где
-
коэффициент, зависящий от конструкции
ТЭД;
-
коэффициент полюсного перекрытия ТЭД
(для некомпенсированных ТЭД.
Тл
Проверка по условию насыщения магнитной системы ТЭД:
Тл
1,11
- проверка выполняется.
7 Среднее напряжение между коллекторными пластинами ТЭД при движении с конструкционной скоростью.
,
В
В
Проверка по условию нормальной коммутации:
В
– для некомпенсированных двигателей
при толщине миканита 1,5 мм.
-
проверка не выполняется, но превышение
не велико
8 Максимальное напряжение между коллекторными пластинами ТЭД при движении с конструкционной скоростью.
,
В, где
2р=6 – число главных полюсов ТЭД;
-
эффективный воздушный зазор под главным
полюсом;
-
коэффициент воздушного зазора.
В
Проверка по условию нормальной коммутации:
В
– для некомпенсированных ТЭД при толщине
миканита 1,5 мм.
– проверка
выполняется.
9 Реактивная ЭДС в якорной обмотке ТЭД при движении с конструкционной скоростью.
,
В, где
-
коэффициент рассеяния якорной обмотки.
В
Проверка по условию нормальной коммутации:
В
7,85
8
– проверка выполняется.
По итогам расчёта выбираю тяговый электродвигатель ЭД-121:
Параметры работы:
м А/м
2р=6 
2.2 Режим работы тяговых электрических машин на проектируемом тепловозе
Смотри приложение №1.
1 Частота вращения якоря ТЭД в режиме конструкционной скорости.
,
об/мин
об/мин
2 Частота вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме.
,
об/мин
об/мин
3 Сила тока ТЭД в продолжительном режиме.
,
A,
где
-
число проводников якорной простой
петлевой обмотки ТЭД (для тепловозов),
где
К=315– число коллекторных пластин;
.
А
4 Напряжение ТЭД в продолжительном режиме.
,
В
В
5 Магнитный поток возбуждения в продолжительном режиме.
,
Вб, где
– электрическая
постоянная ТЭД, где
а=р – число параллельных ветвей якорной обмотки ТЭД (для тепловозных ТЭД с простой петлевой обмоткой);
Вб
6 Максимальное напряжение ТЭД.
,
В
В
7 Допустимое напряжение ТЭД.
,
В
В
Проверка:
-
проверка выполняется.
8 Максимальная сила тока ТЭД.
,
А
А
9 Допустимая сила тока ТЭД.
,
A,
где
А
– допустимая сила тока в параллельной
ветви якорной обмотки ТЭД с классом
изоляции «Н»;
2а=6 – число параллельных ветвей якорной обмотки.
А
Проверка:
-
проверка выполняется.
10 Электрическая мощность тягового синхронного генератора.
,
кВт, где
-
КПД выпрямительной установки в
продолжительном режиме.
кВт
11 Напряжение и ток продолжительного режима работы тягового генератора.
,
А, где
– зависит
от схемы подключения двигателей к
тяговому генератору (обычно для
магистральных тепловозов).
А
,
В
В.