4. Определение пускового тока

Пусковой период имеет большое значение для всего процесса движе­ния поезда. С увеличением пускового тока, а следовательно, пусковой силы тяги и пускового ускорения повышается средняя скорость движения поезда и уменьшаются потери в пусковых устройствах.

Однако несмотря на целесообразность увеличения пускового ускоре­ния, пусковой ток не может быть выбран произвольно большим, так как ограничивается условиями сцепления и коммутации:

.

Здесь под понимается меньшее значение тока, определяемое из условия коммутации и из условия сцепления, где I_ком = (1,6…2)I ч в соответствии с государственным стандартом (ГОСТ2582 – 93) на тяговые электродвигатели.

Максимальный ток определяется по максимальной силе сцепления и электромеханическим характеристикам для полного поля или максимального значения тока в параллельной обмотке возбуждения двигателя:

.

Расчетные значения коэффициента сцепления приведены в табл. 4.1.

Средний пусковой ток двигателя выбирается из условия

, (4.1)

где – коэффициент неравномерности, характеризующий неравномер­ность пускового тока; – коэффициент запаса выбирается в зависимости от принятой сис­темы управления и числа ступеней пускового реостата.

Для многоступенчатых систем автоматического и неавтоматического управления пуском коэффициент запаса близок к еди-нице и им пренебрегают.

Т а б л и ц а 4.1

Значения коэффициентов сцепления

Тип подвижного состава
Электровозы постоянного тока
Электропоезда	0,22
Метрополитен	0,20
Трамвай с индивидуальным полотном	0,18
Трамвай с общим полотном	0,16 …0,17
Троллейбус	0,35
Рудничный транспорт	0,15

Значения коэффициентов и приведены в табл. 4.2.

Т а б л и ц а 4.2

Значения коэффициентов , и в зависимости от системы пуска

Система пуска				Тип ЭПС
Ручная многоступенчатая	0,05…0,07	1,05	До 1 м/с2	Электровозы
Автоматическая малоступенчатая	0,1…0,12	1,1	До 1,6 м/с2	Троллейбусы; вагоны метро А и Б
Автоматическая многоступенчатая	0,05…0,07	1,0	До 1,6 м/с2	Трамвайные вагоны; вагоны метрополитена Г, Д, Е; электропоезда
Автоматическая плавная	0	1,0	До 2 м/с2	Импульсное регулирование; трамвай «Татра»

Колебания пускового тока при ступенчатом пуске желательно ограничивать по возможности узкими пределами, поэтому не рекомендуется чрезмерно уменьшать минимальный пусковой ток во избежание значительного снижения среднего пускового тока, а следовательно, и средней пусковой силы тяги

; (4.2)

; (4.3)

. (4.4)

Здесь – максимальный пусковой ток, который определяется выражением (4.4) и будет равен если , и если .

Для пассажирского электроподвижного состава выбранное значение среднего пускового тока проверяется по допускае- мому пусковому ускорению , значения которого приведены в табл. 4.2.

Проверка проводится в следующем порядке: для по электромеханическим характеристикам определяется , по кривым удельного основного сопротивления движению определяется для скорости, соответствующей моменту выхода на автоматическую характеристику полного поля при пуске. Тогда величина среднего пускового ускорения будет равна:

, (4.5)

где Z – количество двигателей на ЭПС; G – полный вес.

Если , то оставляют выбранное значение пускового тока, если , то уменьшают и соответственно .

Значения коэффициентов инерции для различных типов подвижного состава могут быть приняты следующи- ми: электровозы 1,2…1,4; электропоезда 1,08…1,12; вагоны метро 1,12…1,14; трамвайные вагоны 1,1…1,15; троллейбусы 1,15…1,18.

После определения пределов колебаний пускового тока , режим пуска наносится на электромеханические характеристики двигателя на ободе колеса. Поскольку зависимость R(V) при неизменном пусковом токе является линейной, то она строится по двум точкам. Для установления одной из этих точек удобно использовать условие, когда V = 0 и, следовательно, , точки а₁ и а₂ на рис. 4.1 для токов и . Вторую точку можно получить при R = 0, так как при этом , что соответствует точкам b₁ и b₂ на этом рисунке, и тем же токам и .

Рис 4.1. Пусковая диаграмма ступенчатого реостатного пуска

Ломаная линия а₁ c d e f g h k b, расположенная между прямыми а₁b₁ и а₂b₂, представляет геометрическое место точек, характеризующих величины сопротивлений R₁, R₂, R₃, R₄, при которых ток изменяется от до .

При импульсной системе управления (ИСУ) электроподвижным составом, пусковое сопротивление в цепи ТЭД отсутствует, а ток двигателя в процессе пуска поддерживается неизменным с помощью полупроводникового преобразователя. Пульсации тока в двигателе зависят от коэффициента заполнения импульсного регулятора и от индуктивности цепи, и максимальные значения пульсаций тока не превышают 5 %. На рис. 4.2 показан характер изменения тока ТЭД в процессе пуска при изменении коэффициента заполнения импульсного регулятора от 0 до 1 .

Максимальные пульсации пускового тока получаются при , как показано на рис. 4.2 в двухфазной тиристорно-импульсной системе управления с общим узлом коммутации для многодвигательного электропривода.

Рис. 4.2. Изменение пульсации тока ТЭД

в пусковом режиме при ИСУ