7.3. Реостатное торможение с двигателями смешанного возбуждения

Для перехода в режим реостатного торможения двигателя смешанного возбуждения якорь тягового двигателя и сериесная обмотка возбуждения отключаются от сети и замыкаются на тормозное сопротивление, а параллельная обмотка возбуждения получает питание от контактной сети. Тяговый двигатель переходит в режим генератора со встречно-смешанным возбуждением, скорость в этом случае регулируется изменением тока в параллельной обмотке возбуждения.

Тормозные характеристики строятся в соответствии с выражениями (7.1)…(7.3), но величина (E/n) определяется на основании разности ампер-витков обеих обмоток:

. (7.16)

Так как в этом случае получаются малые значения , то ограничения по и по не наступают, и их не нужно рассчитывать. Тормозные характеристики целесообразно строить только для трех значений токов в обмотке параллельного возбуждения , ; .

Значение выбирается в соответствии с выражением:

. (7.17)

Для того чтобы реостатное торможение было эффективным, необходимо соблюдать условие . В тех случаях, когда оно не выполняется, необходимо увеличивать значение до , т.е. производить форсировку тока в параллельной обмотке возбуждения.

На рис. 7.4 показаны типичные характеристики для двигателя смешанного возбуждения.

EMBED Word.Picture.8

Рис 7.4. Характеристики ТЭД смешанного возбуждения

8. Расчет и построение кривых движения

8.1. Обработка профиля пути для производства тяговых расчетов

Главное назначение тяговых расчетов состоит в установлении характера движения поезда и зависимостей между основными параметрами дви­жения, поэтому построение этих зависимостей, отображающих связь между скоростью движения V, пройденным путем L и временем движения поезда t, сводится к интегрированию уравнений движения поезда.

Реальная дорога, рельсовая и безрельсовая, характеризуется продольным профилем, содержащим все данные, определяющие ее расположение на местности: план линии, отметки высот точек перелома профиля над уровнем моря, величины уклонов, расположение кривых, их радиусы и длины и т.д. (рис. 8.1).

Рис. 8.1. План и профиль трассы

Использовать подобный профиль для тяговых расчетов неудобно, так как частые изменения профиля пути приводят к большому числу элементов расчета. Для их уменьшения выполняют предварительную обработку продольного профиля, сокращая число элементов. Эта обработка распадается на две операции: спрямление, в результате которого элементы профиля с кривыми заменяются прямолинейными элементами; приведение профиля, в результате которого смежные и сходные по уклону и знаку элементы объединяются в один участок с однородным уклоном.

Спрямление кривого элемента профиля состоит в замене кривой некоторым фиктивным подъемом, величина которого определяется сопротивлением движению кривой. Расчет основан на принципе равенства работ, затрачиваемых на преодоление сопротивления кривой и сопротивление фиктивного подъема.

Если на каком либо элементе профиля с уклоном i и длиной l расположена кривая длиной и радиусом , то перед построением кривых движения данный профиль следует спрямить. Для этого необходимо найти фиктивный подъем , которым заменяется кривая. Величина этого подъема определяется по следующему выражению:

. (8.1)

Дополнительное удельное сопротивление движению в кривой для трамвайных вагонов равно [5]:

. (8.2)

Для безрельсового транспорта увеличение сопротивления движению в кривой невелико и им можно пренебречь.

Результирующая величина спрямленного элемента при движении в сторону подъема равна , а при движении в сторону спуска .

В общем случае, как видно из рис. 8.1, профиль пути имеет участки горизонтальные l₀, подъемы , безвредные спуски , вредные спуски и кривые участки . При движении поезда по некоторому действительному профилю энергия, потребляемая из сети, расходуется на преодоление основного сопротивления движению и на сообщение поезду кинетической и потенциальной энергий. Если поезд движется на подъем, то его потенциальная энергия увеличивается, а если он идет по спуску – она снижается.

На спусках, на которых удельное основное сопротивление движению больше или равно уклону , не приходится осуществлять подтормаживание поезда, так как при выбеге его дви-жение будет замедленным или равномерным . Такие спуски принято считать безвредными, в противном случае спуски считаются вредными.

Механическая удельная работа тяговых двигателей будет равна:

– на подъеме длиной ;

– на безвредном спуске длиной ;

– на горизонтальном участке ;

– на кривых участках .

На любом вредном спуске расход энергии равен нулю. Удельная ускоряющая сила в этом случае теряется в тормозах. Таким образом, общая механическая работа, затраченная при движении на участке с любым количеством разных по профилю участков, будет равна:

, (8.3)

или

. (8.4)

Исходя из определения эквивалентного уклона [3], следует считать работу А равной работе, затраченной поездом на прохождение участка общей длиной L с эквивалентным уклоном :

. (8.5)

Тогда можно записать:

. (8.6)

Для упрощения расчета следует значения основного удельного сопротивления движению принять одинаковым на всех участках и равным среднему значению , определяемому по кривой при скорости на 10 % выше пусковой .

Решая составное уравнение (8.6) относительно и учитывая, что

, (8.7)

можно получить следующую формулу для расчета эквивалентного уклона для заданного профиля пути:

. (8.8)

По формуле (8.8) можно вычислить эквивалентный уклон для одного направления движения. Для противоположного направления эквивалентный уклон будет иметь другую величину. Общий для обоих направлений эквивалентный уклон можно определить как среднее арифметическое из обеих величин.