2. Расчёт и построение регулировочных характеристик электропередачи

Регулировочные характеристики – это зависимости напряжения и тока якоря на зажимах тяговых электрических машин от скорости движения тепловоза. При курсовом проектировании пользуются относительными (процентными) характеристиками электропередачи, построенными в процентах по отно­шению к параметрам продолжительного режима.

Относительная скоростная (процентная) характеристика ТЭД при условии постоянства мощности на зажимах ТГ представлена на рис. 2.1.

Пересчет скоростных процентных характеристик в регулировочные производится по формулам:

; , (2.1)

где V – скорость тепловоза, км/ч;

V% – скорость тепловоза по отношению к расчетной, %;

V_р – расчетная скорость тепловоза, км/ч;

I_Д – ток якоря ТЭД, А;

I% – ток якоря ТЭД в процентах от тока продолжительного режима;

I_ДН – ток якоря ТЭД в продолжительном режиме, А.

Предварительно выбирают схему присоединения ТЭД к зажимам ТГ и диапазоны регулирования ТГ по напряжению и току, которые характеризуются соответствующими коэффициентами регулирования.

(2.2)

Для магистральных тепловозов используется параллельное соединение ТЭД, при котором значительно улучшаются тяговые свойства тепловоза. Для маневровых тепловозов и поездных локомотивов средней мощности применяют последовательно-параллельное соединение ТЭД.

Для тепловоза с параллельным присоединением тяговых двигателей к тяговому генератору U_Гmax = 700 – 750 В, с последовательно-параллельным U_Гmax = 800 – 900 В.

Напряжение и ток тягового генератора в продолжительном режиме определяются по выражениям, В,А соответственно:

; . (2.3)

; .

При регулировании по характеристике постоянства мощности минимальный ток ТГ, А,

; (2.4)

;

максимальный ток ТГ, А,

; (2.5)

.

Результаты расчета сводятся в табл. 2.1, и по ним строится внешняя характеристика тягового генератора (рис. 2.2.), ограниченная гиперболой P_Г = U_ГI_Г и прямыми U_{Г max} = const; I_{Г max} = const.

Таблица 2.1

Расчет параметров внешней характеристики ТГ

Параметры тягового генератора	Значения параметров тягового генератора
IГ, А	IГmin=3182,5	IГН=4455,4	IГ max=6365
UГ, В	UГ max=750	UГH=535,7	UГ min=375

Для обеспечения работы электропередачи с Р_Г = const при сохранении необходимого диапазона скоростей движения тепловоза достаточно использовать метод ослабления возбуждения ТЭД.

По условию обеспечения удовлетворительной коммутации при высоких скоростях движения минимальное значение коэффициента β₂ не должно быть

меньше 0,25. Если β _min < 0,5, применяют две ступени ослабления возбуждения, т.е. вводят промежуточную ступень, коэффициент которой определяется по формуле:

. (2.7)

Коэффициент ослабления возбуждения ТЭД определяется по формуле:

, (2.6)

где I_В - ток в обмотке возбуждения ТЭД, А.

Регулировочные характеристики ЭП строят по формулам:

при полном возбуждении (ПП) –

; (2.8)

при первой ступени ослабления возбуждения (ОП1) –

; (2.9)

при второй ступени ослабления возбуждения (ОП2) –

. (2.10)

Результаты расчетов по формулам (2.8) – (2.10) представляются в виде табл. 2.2, по результатам которой строят регулировочные характеристики электропередачи при постоянном соединении ТЭД (рис. 2.3.).

Скорости переходов определяются по формулам:

; (2.11)

Таблица 2.2

Расчет параметров регулировочных характеристик ЭП

Параметры		Расчетные значения параметров
IГ, А		IГ min	IГ Н	IГ max
UГ, В		U Г max	UГ H	U Г min
VТ, км/ч	ПП	19,4	33,2	54,9
	ОП1	26,8	45,7	75,7
	ОП2	44,2	75,5	125

B

Рис.2.2. Внешняя характеристика тягового генератора

V

I(ПП)

U(ПП)

U(ОП1)

I(ОП2)

U(ОП2)

V_р

I(ПП)

I(ОП1)

Рис.2.3. Регулировочные характеристики электропередачи при постоянном соединении ТЭД