2.3 Выбор дизель-генераторной установки

Выбирать серию тягового генератора будем по двум условиям:

1. по допустимым электромагнитным нагрузкам в продолжительном режиме;

2. по обеспечению требуемого диапазона регулирования напряжения.

1 Допустимые электромагнитные нагрузки характеризуются линейной токовой нагрузкой генератора в продолжительном режиме. Для генератора переменного тока.

, А/м, где

, А – действующее значение тока статора, зависящее от угла коммутации вентилей выпрямительной установки;

,

Если полученное значение превышает , то необходим пересчёт по другой формуле: - пересчёт по другой формуле не требуется.

А

z=144 – число пазов статора;

м – диаметр сердечника статора;

– число параллельных ветвей обмотки статора.

А/м.

Необходимо подобрать серийный генератор так, чтобы А/м.

– удовлетворяет условию.

2 Для обеспечения требуемого диапазона регулирования напряжения ТЭД, необходимо определить номинальную частоту вращения ротора ТГ.

Для определения номинальной частоты вращения ротора воспользуемся основным уравнением ТГ, как электрической машины.

, где

- коэффициент полюсного перекрытия;

- обмоточный коэффициент;

- коэффициент формы кривой поля;

Тл – магнитная индукция в воздушном зазоре, при работе генератора с максимальным напряжением;

м – длина якоря ТГ;

- продолжительная электромагнитная мощность тягового синхронного генератора, кВА, где

- коэффициент мощности в продолжительном режиме;

кВА

- кратность регулирования напряжения тягового генератора

Из основного уравнения можно получить зависимость для для предварительно выбранной серии тягового генератора.

Определение номинальной частоты вращения ротора ТГ (смотри приложение):

;

- минимально возможная частота вращения ротора тягового генератора на номинальном режиме;

- максимально возможная частота вращения ротора тягового генератора на номинальном режиме (по условию механической прочности генератора);

, об/мин, где

м/с – предельно допустимая линейная скорость на поверхности ротора;

об/мин.

Окончательно номинальную частоту вращения можно выбрать в пределах с учётом технических параметров дизеля – смотри приложение №2.

, принимаем об/мин.

3 Выбор дизеля.

В качестве энергетической установки будем использовать дизель из мощностного ряда Д49.

Основное уравнение ДВС:

, МПа, где

z=16 – смотри приложение №3.

МПа

При z=16: 1,45 МПа – условие выполняется.

Окончательно выбираем следующие параметры ДГУ:

Дизель Д49: z=16; МПа; об/мин.

Тяговый агрегат А714: В; кВт.

2.4 Оценка параметров тягового зубчатого редуктора

1 Частота вращения тягового электродвигателя.

1. Частота вращения в продолжительном режиме:

2. Вращающий момент на валу двигателя в продолжительном режиме:

2 Выбор конструкции тягового привода проектируемого тепловоза.

2.1 Класс тягового привода 1 класса.

2.2 Диаметр колеса:

мм (при и ТП I класса).

2.3 Тип зубчатой передачи: двухсторонняя косозубая, использование механизма продольной компенсации.

3 Выбор параметров ТЗР.

3.1 Передаточное отношение:

3.2 Модуль зубчатого зацепления:

3.3 Диаметр делительной окружности большого зубчатого колеса:

, мм, где

- расстояние между нижней точкой корпуса редуктора и головкой рельса (клиренс ТЗР); для ТП III класса;

мм – расстояние между вершиной зуба большого зубчатого колеса и кожухом редуктора.

3.4 Число зубьев большого зубчатого колеса:

3.5 Число зубьев шестерни:

Значения следует принимать взаимно простыми, с наибольшим общим делителем равным 1.

Принимаем: 23:82.

3.6 Диаметр делительной окружности шестерни:

, мм

мм

Проверка: для приводов I и III классов на возможность посадки шестерни на вал тягового двигателя:

, где

мм

- проверка выполняется.

4

4.1 Централь тягового зубчатого редуктора:

, мм, где

- коэффициенты коррекции зубьев шестерни и колеса при проектировании косозубых передач.

мм

4.2 Предельное значение шестерни остова ТЭД:

, мм, где

мм – диаметр вала.

мм

Проверка:

Для 4-х полюсных ТЭД: мм

- проверка выполняется.

4.3 Предельное значение высоты остова ТЭД:

, мм, где

мм – клиренс ТЭД, для ТП III класса;

мм – превышение оси вала ТЭД над осью колёсной пары.

мм

Проверка:

, где

мм – высота остова ТЭД для 4-х полюсной машины.

- проверка выполняется.

Эскиз полученного колёсно-моторного блока представлен в приложении №4.