2. Ограничение тяговых режимов.

На тяговые характеристики наносят ограничения режимов работы тяговых электродвигателей по конструкционной скорости, силе тяги по сцеплению колес с рельсами и максимально допустимому току тяговых электродвигателей.

Для построения ограничения режимов работы тяговых электродвигателей по сцеплению колес с рельсами необходимо определить силу сцепления электровоза F_{к сц} согласно формуле (2.1):

, (2.1)

где P_о – осевая нагрузка проектируемого электровоза, тс;

ψ_к (v) – расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами;

g – ускорение свободного падения, м/с²

Расчетный коэффициент сцепления определяется по эмпирическим формулам, приведенным в правилах тяговых расчетов . Расчет ψ_к (v) осуществляют на основании (2.2) для скоростей в интервале 0 … 60 км/ч:

(2.2)

Результаты расчетов приведены в таблице 2.1.

По полученным значениям F_{к сц} = f(v) строят зависимость V() и на этом же графике строят ограничение по сцеплению. Кривую ограничения по сцеплению переносят на электромеханическую характеристику. Точка пересечения этой кривой с кривой скорости на параллельном соединении v_п(I_д) при полном возбуждении тяговых двигателей определит максимальное значение тока по сцеплению I_{д max1}. Для проектируемого электровоза максимальный ток по сцеплению оказался равен I_дmax1=525А

Таблица 2.1 - Значения ограничения силы тяги по сцеплению.

v, км/ч	ψк	Fк сц, кН
0	0,34	613,7
5	0,30	535,2
10	0,29	514,4
20	0,27	492,2
30	0,26	475,8
40	0,26	461,2
50	0,25	447,4
60	0,24	433,9

По полученным значениям F_{к сц} = f(v) строят зависимость V() и на этом же графике строят ограничение по сцеплению. Кривую ограничения по сцеплению переносят на электромеханическую характеристику. Точка пересечения этой кривой с кривой скорости на параллельном соединении v_п(I_д) при полном возбуждении тяговых двигателей определит максимальное значение тока по сцеплению I_{д max1}. Для проектируемого электровоза максимальный ток по сцеплению оказался равен I_дmax1=525А

При разгоне э.п.с. тяговые двигатели допускают увеличение тока до значения I_{д max2}, определяемого коэффициентом эксплуатационной перегрузки:

(2.3)

где - ток тягового двигателя в часовом режиме , А.

К_эп – коэффициент эксплуатационной перегрузки.

Для того, что бы понять, что такое ток часового режима и коэффициент эксплуатационной перегрузки, необходимо определить режимы работы тягового электродвигателя. В локомотивной тяге выделяют два основных режима – длительный и часовой. Длительный режим – это режим, в котором двигатель может работать неограниченно долгое время. Этому режиму соответствуют ток I_∞ и сила тяги F_к∞. При таком токе нет опасности разрушения двигателя из-за перегрева. Часовой – это режим, при котором двигатель может работать не более часа. Если он работает дольше, то появляется опасность разрушения двигателя из-за перегрева, вызванного повышенным током. Таки образом, часовой ток – это такой максимальный ток, при котором электродвигатель может работать в течении часа без возможности разрушения.

Коэффициент эксплуатационной перегрузки показывает, во сколько раз максимальный ток может превысить часовой по условию надежности работы.

Из двух значений тока I_{д max1} и I_{д max2} выбирают наименьшее, которое используют как I_max в дальнейших расчетах.

Минимальным оказался ток ограничения по сцеплению. Таким образом, I_max = 525А