9.1 Магнитная характеристика (характеристика холостого хода)
Пересчет универсальной характеристики тепловозного тягового электродвигателя в натуральные значения производится по формулам:
(67)
(68)
где Фо значение основного магнитного потока, %;
Фо значение основного магнитного потока, Вб;
Iд ток тягового электродвигателя, А;
Iд % ток тягового электродвигателя, %.
Расчёт сводим в таблицу 1, а по её данным строим характеристику холостого хода тягового электродвигателя. Она изображена на рисунке 6.
Таблица 1 Расчет магнитной характеристики тягового электродвигателя
I% |
0 |
40 |
60 |
80 |
100 |
140 |
160 |
Фо% |
0 |
60 |
80 |
95 |
100 |
110 |
112 |
Фо |
0 |
0,07872 |
0,09672 |
0,10684 |
0,11359 |
0,11921 |
0123,71 |
Iд |
0 |
273,051 |
409,577 |
546,103 |
682,629 |
955,68 |
1092,21 |
Рисунок 6 Характеристика холостого хода тягового электродвигателя
9.2 Скоростная характеристика Vp = f(Iд)
Определяем точку продолжительного режима, соответствующую Iд = Iдн, км/ч,
(69)
Таким образом,
Задаваясь значениями Iд, определяем соответствующие им значения скорости тепловоза по формулам:
при полном поле (ПП):
(70)
при первой ступени ослабления возбуждения (ОП1):
(71)
при второй ступени ослабления возбуждения (ОП2):
(72)
Расчёт сводим в таблицу 2, а по её данным строим скоростные характеристики тягового электродвигателя. Они изображены на рисунке 7.
Таблица 2 Расчет скоростной характеристики тягового электродвигателя
I(д) |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
V(ПП) |
175,0 |
123,6 |
94,0 |
74,6 |
61,1 |
51,2 |
43,7 |
37,9 |
33,2 |
29,5 |
26,4 |
23,8 |
21,6 |
V(ОП1) |
269,2 |
192,6 |
146,5 |
116,3 |
95,2 |
79,8 |
68,1 |
59,0 |
51,8 |
46,0 |
41,1 |
37,1 |
33,7 |
V(ОП2) |
419,6 |
300,2 |
228,4 |
181,2 |
148,3 |
124,3 |
106,1 |
92,0 |
80,7 |
71,6 |
64,1 |
57,8 |
52,4 |
I(д),А |
273,051 |
409,577 |
546,103 |
682,629 |
|
731,7 |
813,0 |
894,3 |
975,6 |
1056,9 |
1138,2 |
1219,5 |
1300,8 |
9.3 Тяговая характеристика электродвигателя Fд = f(Iд)
Расчетная сила тяги электродвигателя в продолжительном режиме
(73)
где об.к.н.= днз = 0,89 0,985=0,877 КПД тягового двигателя на ободе колеса в продолжительном режиме.
Таким образом,
Задаваясь значениями тока якоря двигателя такими же, как и в случае определения скоростных характеристик, вычисляем соответствующие значения силы тяги двигателя по формулам:
при полном поле (ПП):
(74)
при первой ступени ослабления возбуждения (ОП1):
(75)
при второй ступени ослабления возбуждения (ОП2):
(76)
Расчёт сводим в таблицу 3, а по её данным строим тяговые характеристики тягового электродвигателя. Они изображены на рисунке 7.
Таблица 3 Расчет тяговой характеристики тягового электродвигателя
I(д) |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
1,6 |
Fд(ПП) |
7,7 |
10,7 |
14,1 |
17,8 |
21,7 |
25,9 |
30,3 |
35,0 |
39,9 |
45,0 |
50,2 |
55,7 |
61,4 |
Fд(ОП1) |
4,9 |
6,9 |
9,0 |
11,4 |
13,9 |
16,6 |
19,5 |
22,5 |
25,6 |
28,9 |
32,2 |
35,8 |
39,4 |
Fд(ОП2) |
3,1 |
4,3 |
5,6 |
7,1 |
8,7 |
10,4 |
12,1 |
14,0 |
16,0 |
18,0 |
20,1 |
22,3 |
24,6 |
I(д),А |
325,2 |
406,5 |
487,8 |
569,1 |
650,4 |
731,7 |
813,0 |
894,3 |
975,6 |
1056,9 |
1138,2 |
1219,5 |
1300,8 |
Рисунок 7 Скоростная и тяговая характеристики тягового электродвигателя
9.4 Характеристика КПД тягового электродвигателя д = f(Iд)
КПД тягового электродвигателя в функции тока якоря рассчитывается по аппроксимирующей формуле
(77)
где Iд ток якоря двигателя в %.
Расчёт сводим в таблицу 4, а по её данным строим характеристики КПД тягового электродвигателя. Они изображены на рисунке 8.
Таблица 4 Расчет характеристики КПД тягового электродвигателя тепловоза
Iд, % |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
160 |
α |
η(ПП) |
0,877 |
0,900 |
0,904 |
0,892 |
0,869 |
0,840 |
0,808 |
1 |
η(ПП1) |
0,933 |
0,969 |
0,984 |
0,981 |
0,966 |
0,942 |
0,915 |
0,38 |
η(ПП2) |
0,775 |
0,817 |
0,836 |
0,837 |
0,826 |
0,805 |
0,780 |
0,21 |
Iд, А |
325,2 |
487,8 |
650,4 |
813,0 |
975,6 |
1138,2 |
1300,8 |
|
Рисунок 8 Характеристика КПД тягового электродвигателя