3. Определение основных параметров

ТЯГОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗА И

СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

3.1. Расчет основных параметров тяговых двигателей электровоза

1) Для проектирования системы управления и расчета электромехани­ческих характеристик электровоза требуется знать параметры тяговых дви­гателей.

Первоначально следует выбрать тип тягового электрического двигателя (рекомендуется принять тип тягового двигателя, используемого на электровозе-образце).

Для расчета основных параметров ТЭД проектируемого электровоза необходимы следующие данные [4 – 9]:

• номинальное напряжение тягового двигателя электровоза-образца U_д.н.о;

• номинальный ток тягового двигателя электровоза-образца I_н.о;

• сопротивление обмоток ТЭД электровоза-образца r_д.о;

• сопротивление обмотки якоря ТЭД электровоза-образца r_а.о;

• сопротивление обмотки главных полюсов ТЭД электровоза-образца r_г.п.о;

• сопротивление обмотки дополнительных полюсов ТЭД электровоза-образца r_д.п.о;

• сопротивление компенсационной обмотки ТЭД электровоза-образца r_к.о.о.

(Здесь и далее индекс «о» определяет принадлежность величины к данным электровоза-образца.)

2) Номинальный ток тягового двигателя определяют по формуле:

, (3.1)

где Р_н – номинальная мощность тягового двигателя, кВт;

U_д.н – номинальное напряжение тягового двигателя, В;

_д.н – КПД двигателя в номинальном режиме.

3) Силу тяги двигателя в номинальном режиме рассчитывают по уравнению:

, (3.2)

где V_н – номинальная скорость движения электровоза, км/ч.

4) Сопротивление обмоток тягового двигателя вычисляют по формуле:

, (3.3)

где – относительное падение напряжения на обмотках двигателя-образца в номинальном режиме;

– сопротивление обмоток тягового двигателя электровоза-образца, Ом.

Расчет сопротивления r_д ведется при допущении: .

5) Принимая распределение сопротивления двигателя по отдельным обмоткам таким же, как у образцового: , находят сопротивление обмоток тягового двигателя:

(3.4)

6) Произведение конструктивной постоянной тягового двигателя c_v на магнитный поток обмотки возбуждения в номинальном режиме Ф_н определяют по уравнению:

. (3.5)

Найденные значения величин позволяют рассчитать параметры основного электрического оборудования электровоза, а также используются в дальнейшем для расчета скоростных и электротяговых характеристик ТЭД.

3.2. Расчет основных параметров ослабления возбуждения тэд

Ослабление магнитного потока тяговых двигателей как способ регулирования скорости движения и силы тяги широко используется на ЭПС. При этом электровоз имеет, как правило, несколько ступеней ослабления поля (ОП), характеризующихся коэффициентом регулирования возбуждения β_i. Для дальнейшего расчета необходимо определить число этих ступеней и значение коэффициента β_i на каждой из них.

Значение коэффициента регулирования возбуждения вычисляют по формуле:

, (3.6)

где К'_н < 0,13 – коэффициент неравномерности пуска на ступенях ослабления возбуждения;

i = 0, 1, …, n – номер позиции регулирования возбуждения;

n – число позиций регулирования возбуждения.

Расчет параметров ослабления поля ТЭД целесообразно вести в следующем порядке:

1) задавшись n = 3 и учитывая, что β_n = β_m, определить коэффициент неравномерности по формуле:

, (3.7)

где β_m – минимальный коэффициент регулирования возбуждения;

2) если условие К'_н < 0,13 выполняется, то произвести расчет коэффициентов β_i при i = 1, 2, 3 по формуле (3.6);

если условие К'_н < 0,13 не выполняется, то следует задаться значением n = 4 и рассчитать коэффициенты К'_н и β_i при i = 1, 2, 3, 4 по формулам (3.7) и (3.6).

По результатам расчетов сделать вывод о количестве ступеней регулирования возбуждения ТЭД на проектируемом электровозе.