6. Построение кривой тока

Особенности расчета токов нагрузки и превышения температуры обмоток тяговых электродвигателей электровозов постоянного тока. Для проверки массы состава по нагреванию обмоток тяговых двигателей вначале строят график - тока нагрузки электровоза в функции пути. Зная соединение тяговых электродвигателей в цепи электровоза, строят график - тока двигателя в функции пути, используя график .

При построении зависимости исходные данные: токовая диаграмма электровоза , профиль пути, построенная кусочно-линейная зависимость с указанием режимов работы .

Диаграмму вычерчивают для расчетного режима, по которому построена зависимость (1). При разгоне поезда вплоть до выхода на характеристику П-ПП не используют характеристики ослабленного возбуждения для более ускоренного разгона. Поэтому переход от С к СП и к П-ПП производят только способом контактно-реостатного регулирования скорости. Переходные процессы при регулировании скорости возбуждением и параллельном соединении двигателей показаны пилообразным графиком. Скорости и токи переходов нормированы и приведены в таблицах при диаграммах .

Построение производят вначале по интервалам переходных процессов, а при выходе на естественную рабочую характеристику схемы П-СП - по интервалам скоростей. Для этого от характерных точек проводят горизонтальные линии до пересечения с графиком . В точках пересечения откладывают соответствующие значения тока. Соединив ординаты токов, получим кусочно-линейную зависимость , которую используют для расчета расхода энергии на тягу поезда и для построения зависимости . При построении по необходимо исходить из соотношения и при различных схемах соединения двигателей.

Если на ординатах графика отложить значения тока двигателей в соответствии со способом их соединения в цепи электровоза, то можно построить графическую зависимость .

7. Определение технической скорости поезда на участке

Техническая скорость движения поезда по участку в км/ч

, км/ч (7.1)

где - пройденное расстояние, км;

- время хода поезда по участку, мин.

Расчет:

По рисунку 2 определили величины и .

= 34000 м=34 км; =33 мин.

8. Проверка массы состава по нагреванию электрических машин

Мощность тягового двигателя ограничивается нагреванием его обмоток. Установить ограничение по мощности тяговых двигателей в токовых или тяговых характеристиках нельзя, так как температура нагрева зависит не только от нагрузки, тепловых параметров обмоток и условий вентиляции, но и от времени, в течение которого двигатель работает с этими нагрузками.

Длительная работа тяговых двигателей с большими токами может привести к нагреву обмоток до недопустимо высоких температур, что вызовет преждевременное старение изоляции с этими нагрузками.

Все расчеты на нагревание тяговых машин производят путем определения превышения температуры лимитирующих обметок над температурой наружного воздуха. Проверку на нагревание электрических машин следует выполнять по ранее построенным интегральным кривым I= f(S), которую переносят на планшет I=f(S) по диаграмме тепловых коэффициентов.

Проверка производится по формуле

(8.1)

где - перегрев обмоток генератора или двигателя, ⁰С;

– величина начального перегрева,

– перегрев при установившемся длительном режиме (для данного значения

Δt – промежуток времени, в течение которого величина тока принимается постоянной, мин;

Т – тепловая постоянная для данного значения

Интервал времени Δt следует выбирать так, чтобы было выдержано соотношение

(8.2)

Графические зависимости тепловых параметров τ_∞ и Т от тока нагрузки тяговых электродвигателей приведены в [ПТР]. Для определения тока ТЭД необходимо значения силы тока генератора разделить на число параллельных ветвей в электрической схеме.

При холостом ходе охлаждение обмоток определяется по формуле:

(8.3)

где τ₀ – перегрев обмоток начале холостого хода, С;

Т – постоянная времени при езде без тока.

Расчет удобно выполнять с помощью табл. 6.

После выполнения всех таблиц визуально находим наибольшую температуру нагревания – τ_maх. Далее производим сравнение полученной температуры перегрева τ_maх с наибольшим допускаемым превышением температуры нагревания обмоток τ_доп для того класса изоляций, какую имеют обмотки электрической машины локомотива заданной серии, которые приведены в ПТР. Расчеты были произведены в программе Microsoft Excel

Таблица 6 Расчет перегрева тяговых электрических машин

N элемента	Iн, А	Iк, А	Iср, А	T, Мин		Δt, мин		, 0C	τ0 ,0C
1	1220	990	1105	1,1	23	0,04782	175	8,3695	0,952	35	33,26
2	0	0	0	0,3	23	0,01304	0	0	0,9869	41,695	41,15
3	1020	980	1000	0,6	23	0,02608	130	3,3913	0,9739	41,151	40,078
4	980	900	940	0,4	23	0,01739	126	2,1913	0,9826	43,469	42,713
5	1040	1000	1020	0,4	23	0,01739	155	2,6956	0,9826	44,904	44,123
6	1130	1040	1085	0,7	23	0,03043	160	4,8695	0,9695	46,819	45,394
7	1180	1130	1155	0,5	23	0,02173	175	3,8043	0,9782	50,264	49,171
8	1130	1180	1155	0,7	23	0,03043	175	5,3260	0,9695	52,975	51,363
9	1040	1120	1080	0,8	23	0,03478	138	4,8	0,9652	56,689	54,717
10	960	1070	1015	0,6	23	0,02608	133	3,4695	0,9739	59,517	57,965
11	910	970	940	2,1	23	0,09130	126	11,504	0,9086	61,434	55,825
12	970	970	970	0,4	23	0,01739	128	2,2260	0,9826	67,329	66,158
13	970	910	940	0,4	23	0,01739	126	2,1913	0,9826	68,384	67,195
14	1070	960	1015	0,2	23	0,00869	133	1,1565	0,9913	69,386	68,783
15	1120	1040	1080	0,7	23	0,03043	138	4,2	0,9695	69,940	67,811
16	1180	1060	1120	0,8	23	0,03478	170	5,9130	0,9652	72,011	69,506
17	0	0	0	3	23	0,13043	0	0	0,8695	75,419	65,582
18	1000	970	985	2,2	23	0,09565	129	12,339	0,9043	65,582	59,309
19	970	910	940	0,5	23	0,02173	126	2,739	0,9782	71,648	70,090
20	1070	960	1015	1,4	23	0,0608	133	8,0956	0,939	72,830	68,396
21	1120	1040	1080	1,1	23	0,04782	138	6,6	0,9521	76,492	72,83
22	1180	1000	1090	2,4	23	0,10434	139	14,504	0,8956	79,43	71,145
23	0	0	0	7,5	23	0,32608	0	0	0,6739	85,649	57,720
24	1060	1000	1030	1,4	23	0,0608	156	9,4956	0,939	57,720	54,207
25	1000	1180	1090	0,4	23	0,01739	166	2,8869	0,9826	63,702	62,594
26	1040	1120	1080	0,2	23	0,00869	165	1,4347	0,9913	65,481	64,91
27	0	0	0	2,2	23	0,09565	0	0	0,9043	66,347	60,000
						33					1686,3

= 85,6 C

t_окр = 20⁰C

t_доп = + t_окр

t > t_доп

t_доп = 85,6 + 20 = 105,6⁰C

105,6<120⁰C

По полученным данным мы можем сделать следующие выводы: данный локомотив серии ВЛ80c может вести состав массой 3636 т без перегрева ТЭД.