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 нужно знать параметры тяговых двигателей.

Необходимо выбрать тип ТЭД (рекомендуется принять тип тягового двигателя, используемого на электровозе-образце).

Для расчета основных параметров ТЭД проектируемого электровоза необходимы следующие данные [4 – 8]: 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, обмотки якоря ТЭД электровоза-образца r_а.о, обмотки главных полюсов ТЭД электровоза-образца r_г.п.о, обмотки дополнительных полюсов ТЭД электровоза-образца r_д.п.о, 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 ТЭД в номинальном режиме рассчитывают по выражению:

, (3.2)

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

4) Сопротивление обмоток тягового двигателя вычисляют по уравнению:

, (3.3)

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

Расчет сопротивления r_д ведется при допущении, что .

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

(3.4)

6) Произведение конструктивной постоянной тягового двигателя c_v на магнитный поток обмотки возбуждения в номинальном режиме Ф_н определяется как

. (3.5)

Рассчитанные величины позволяют определить параметры основного электрического оборудования электровоза и 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. Электровоз имеет, как правило, несколько ступеней ослабления поля (ОП), характеризующихся коэффициентом регулирования возбуждения β_i. Для дальнейшего расчета необходимо определить число этих ступеней и значения коэффициентов β_i на них.

Значение коэффициентов регулирования возбуждения определяют из соотношения:

, (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 целесообразно вести в следующем порядке:

1) принять условие, что n = 3, и, учитывая, что β_n = β_m, рассчитать коэффициент К'_н по выражению:

, (3.7)

где β_m – минимальный коэффициент регулирования возбуждения;

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

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

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