4. Предварительный выбор тягового электродвигателя
Выбор тягового электродвигателя производиться по потребной мощности, которая определяется по формуле:
где
-
средний
момент ТЭД, Н·м;
-
номинальная
угловая скорость вращения якоря ТЭД,
рад/с.
Средний момент ТЭД определяется по формуле:
где Mэкв i – эквивалентный момент на каждом участке пути, Н·м;
ni – количество участков с одинаковыми уклонами.
Эквивалентные моменты для всех участков рассчитываются по следующей формуле:
где Mразг, Mуст, Mторм, Mдот – момент ТЭД при разгоне, при установившемся движении, при торможении, при дотягивании соответственно, Н·м;
tразг, tуст, tвыб, tторм, tдот, tост – время разгона, установившегося движения, выбега, торможения дотягивания и остановки соответственно, с.
Продолжительность включения определяется по формуле:
Рассчитаем эквивалентные моменты и продолжительность включения ТЭД для всех участков по формулам приведенным выше:
Горизонтальный участок с уклоном +0.5%:
2. Горизонтальный участок с уклоном –0.5%:
3. Подъём с уклоном +4%:
4. Спуск с уклоном -4%:
5. Подъем с уклоном 5%:
6. Спуск с уклоном –5%:
7. Подъем с уклоном 3%:
8. Спуск с уклоном -3%:
Определим средний момент ТЭД:
Определим среднюю величину продолжительности включения:
Тогда потребная мощность ТЭД:
Рассчитаем мощность необходимую для режима S3 с учётом продолжительности включения:
Так как у нас 4 двигателя в трамваи, то мощность делим на 4 и находим мощность одного двигателя.
По мощности выбираем двигатель ДК-259 Г3 [1,с. 360], параметры которого приведены в таблице 8:
Таблица 8– Параметры двигателя ДК-259 Г3
|
Тип возбуждения |
независимое |
|
Номинальная мощность, кВт |
45 |
|
Номинальное напряжение, В |
275 |
|
Ток часового режима, А |
190 |
|
Номинальная частота вращения, об/мин |
1500 |
|
Максимальная частота вращения, об/мин |
4060 |
|
Момент инерции, кг/м2 |
3,2 |
Определим КПД электродвигателя по формуле:
где
— номинальное напряжение электродвигателя,
;
—номинальный
ток электродвигателя,
.
5. Проверка двигателя по тягово-тормозной диаграмме
Для построения тягово-скоростной диаграммы необходимо определить располагаемый момент ТЭД, а также необходимо построить механическую характеристику.
Располагаемый момент определяется по формуле:
где Mном – номинальный момент ТЭД, Н·м;
ωном, ω– номинальная и текущая угловая скорость соответственно, рад/с.
Однако допускается следующее:
Определим номинальный момент ТЭД по формуле:
Определяем сопротивление якорной цепи по формуле:
,
где
Примем
сопротивление якорной цепи
.
Определим номинальный момент ТЭД:
В пределах угловой скорости от нуля до номинальной граница зоны располагаемых значений момента будет представлять собой вертикальную прямую из точки со значением предельного момента (момент тяги и тормозной момент).
Располагаемый момент тяги будет равен:
Предельный тормозной момент будет меньше предельного момента тяги на величину суммарных потерь и приблизительно равен:
Для построения границы в диапазоне от номинальной до максимальной скорости воспользуемся формулой:
Подставляя в неё значения номинального момента, номинальной угловой скорости и значения текущих угловых скоростей в диапазоне от номинальной до максимальной. Результаты расчёта сведены в таблице 9.
Таблица 9– Значения располагаемых моментов в диапазоне угловых скоростей от номинальной до максимальной
|
v, км/ч |
ω, рад/c |
Мрасп тяг, Н·м |
Мрасп торм, Н·м |
|
30 |
157,00 |
1615 |
-1285 |
|
34 |
177,93 |
1418 |
-1134 |
|
38 |
198,87 |
1268 |
-1015 |
|
42 |
219,80 |
1148 |
-918 |
|
46 |
240,73 |
1048 |
-838 |
|
50 |
261,67 |
964 |
-771 |
|
54 |
282,60 |
893 |
-714 |
|
58 |
303,53 |
831 |
-665 |
|
62 |
324,47 |
777 |
-622 |
|
66 |
345,40 |
730 |
-584 |
Строим зону располагаемых значений момента ТЭД (рисунок 25) в диапазоне угловых скоростей от номинальной до максимальной.
Рисунок 25– Зона допустимых значений момента ТЭД