2.2 Выбор тягового генератора

1. Частота вращения якоря ТЭД при движении тепловоза с конструкционной скоростью.

, об/мин (35)

об/мин

2. Частота вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме.

, об/мин (36)

об/мин

3. Сила тока ТЭД в продолжительном режиме.

, A, где (37)

- число проводников якорной обмотки ТЭД (для тепловозов), где

К=232– число коллекторных пластин;

.

А

4. Напряжение ТЭД в продолжительном режиме.

, В (38)

В

5. Магнитный поток возбуждения ТЭД в продолжительном режиме.

, Вб, где (39)

– электрическая постоянная ТЭД, где (40)

а=р – число параллельных ветвей якорной обмотки ТЭД .

Вб

Проверка:

Ф_Д∞ ≤[Ф_Д∞] (41)

6. Максимальное напряжение ТЭД.

, В (42)

В

7. Допустимое напряжение ТЭД.

, В (43)

В

Проверка:

(44)

- проверка выполняется.

8. Максимальная сила тока ТЭД.

, А (45)

А

9. Допустимая сила тока ТЭД.

, A, где (46)

А – допустимая сила тока в параллельной ветви якорной обмотки ТЭД с классом изоляции «Н»;

2а=4 – число параллельных ветвей якорной обмотки.

А

Проверка:

(47)

- проверка выполняется.

10. Электрическая мощность тягового синхронного генератора.

, кВт, где (48)

- КПД выпрямительной установки в продолжительном режиме.

кВт

11. Напряжение и сила тока тягового генератора в продолжительном режиме.

, А, где (49)

– зависит от схемы подключения двигателей к тяговому генератору.

А

, В (50)

В.

Схема внешней характеристики ТЭД представлена в приложении № 1.

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. Выбор тягового генератора

, А/м, (51)

1. J_1d =0,5·J_г∞,А (52)

J_1d =0,5·5133=2566,5 A

2. U_1d=U_г∞,=290,01 В (53)

1.3 Действующее значение фазной ЭДС

₍₅₄₎

1.4 Угол коммутации вентилей (диодов) выпрямительной установки

, (55)

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

1.5 Действующее значение тока статора

А (56)

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 определения 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 (57)

- коэффициент полюсного перекрытия ТГ;

- обмоточный коэффициент;

- коэффициент формы электромагнитного 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 (58)

- коэффициент мощности в продолжительном режиме;

кВА

- кратность регулирования напряжения тягового генератора (59)

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

(60)

;

- 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 (70)

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

об/мин.

Окончательно номинальную частоту вращения можно выбрать в пределах с учётом технических параметров дизеля .

, принимаем об/мин.

3. Выбор дизеля.

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

Основное уравнение ДВС:

, МПа, где (71)

(72)

z=12 – смотри приложение №2.

МПа

При z=12: 1,1 МПа – условие выполняется.

Окончательно выбираем следующие параметры ДГУ:

Дизель Д49: z=12; МПа; об/мин.

Тяговый генератор ГС-515: В; кВт.