2.4. Линейная токовая нагрузка тягового двигателя в продолжительном режиме работы

Допустимая линейная токовая нагрузка А_∞ зависит от класса изоляции якорной обмотки ТЭД, а также скорости вращения якоря. Значения А_∞ (А/м), возможные по условию тепловой напряженности якорной обмотки, для тепловозных ТЭД постоянного тока можно оценить по эмпирическим формулам:

• для двигателей с изоляцией якорной обмотки класса F

(34)

• для двигателей с изоляцией якорной обмотки класса Н

(35)

Примечание: выбранное значение линейной токовой нагрузки не должно превышать 55000 А/м для ТЭД с изоляцией якорной обмотки класса F и 68500 А/м для ТЭД с изоляцией якорной обмотки класса Н.

2.5. Коэффициент регулирования напряжения тягового двигателя

Коэффициент регулирования напряжения К_д показывает кратность изменения напряжения ТЭД, которая необходима для возможности полного использования номинальной мощности тепловоза во всем диапазоне рабочих скоростей.

Требуемое для проектируемого тепловоза значение коэффициента К_д можно оценить по эмпирической формуле

(36)

где δ – диапазон рабочих скоростей проектируемого тепловоза;

α_min – минимальная степень ослабления возбуждения ТЭД;

К – числовой коэффициент.

(37)

Для обеспечения нормальной коммутации значение α_min должно составлять не менее 0,25 для некомпенсированных ТЭД и не менее 0,20 для компенсированных ТЭД. В первом приближении можно задать α_min≥0,35 для магистральных и α_min≥0,25 для маневровых тепловозов.

Примечание: по опыту отечественного тепловозостроения, полученное значение коэффициента регулирования напряжения ТЭД может составлять 1,3 ≤ К_д ≤ 1,8.

2.6. Магнитная индукция в воздушном зазоре тягового двигателя при продолжительном режиме работы

Величину магнитной индукции в воздушном зазоре ТЭД В_δ∞ (Тл) определяют по формуле [6]

(38)

где γ - коэффициент, зависящий от конструкции электрической машины (для тепловозных ТЭД γ ≈ 0,90-0,92);

α_τ – коэффициент полюсного перекрытия ТЭД;

D_a – диаметр сердечника якоря ТЭД, м;

L_а – длина сердечника якоря ТЭД, м.

Значение коэффициента полюсного перекрытия можно задать на уровне:

• α_τ=0,65-0,68 для некомпенсированных ТЭД;

• α_τ=0,68-0,74 для компенсированных ТЭД.

По условию насыщения магнитной системы ТЭД должна выполняться следующая проверка:

В_δ∞ ≤ [В_δ∞],

где [В_δ∞] – предельная допустимая величина магнитной индукции в воздушном зазоре ТЭД при продолжительном режиме работы.

Для тепловозных тяговых двигателей [В_δ∞]=0,95-1,11 Тл.

2.7. Напряжение между коллекторными пластинами тягового двигателя при движении тепловоза с конструкционной скоростью

При выборе ТЭД необходимо определить среднее и максимальное значения напряжений между коллекторными пластинами (межламельных напряжений), уровень которых возрастает с увеличением скорости движения тепловоза вплоть до конструкционной. Оценить значения напряжений можно по формулам [7]: