-
Расчет цепей регулирования возбуждения тяговых двигателей.
Для расчета электротяговых характеристик в режимах ослабления возбуждения необходимо рассчитать коэффициенты ослабления возбуждения для всех ступеней регулирования.
Коэффициент регулирования возбуждения на первой ступени определяют по формуле (5.1):
(5.1)
Минимальное значение тока рассчитываем по формуле(5.2):
(5.2)
Коэффициент неравномерности тока при регулировании возбуждения принимаем на 15% процентов больше, чем коэффициент неравномерности пуска по току. Таким образом:
На основании заданного коэффициента ослабления возбуждения на первой ступени рассчитываем остальные ступени ослабления возбуждения. Расчет выполняется по формуле (5.3):
, (5.3)
Расчет производят до тех пор, пока значение не будет ниже заданного минимального значения . В таком случае, за последнюю ступень ослабления возбуждения принимаем значение
Поскольку , принимаем число ступеней ослабления возбуждеия, равное четырем.
Расчет и построение электротяговых характеристик для ступеней ослабления возбуждения vов = f(Iд) и Fкд ов = f(Iд) выполняют на основании соотношений: vов = vпв при и при . В приведенных соотношениях индекс «пв» соответствует режиму полного возбуждения, а индекс «ов» — к ослабленному при регулировании. Результаты расчетов приведены в таблице 5.1.
Зависимости vов = f(Iд) и Fкд ов = f(Iд) строят в одних осях координат вместе с характеристиками vп = f(Iд) и Fкд пв = f(Iд).
Для расчета величины сопротивления резисторов регулирования возбуждения составляем расчетную схему (рис.5.1)
Таблица 5.1 - Электротяговые характеристики при ослаблении возбуждения
v, км/ч |
Полное возбуждение |
β1=0,85 |
β2=0,72 |
β3=0,61 |
β4=0,52 |
|||||||||
Iпв, А |
Fкд пв, кН |
Iов1, А |
Fкд ов1, кН |
Iов2, А |
Fкд ов2, кН |
Iов3, А |
Fкд ов3, кН |
Iов4, А |
Fкд ов4, кН |
|||||
86,9 |
150 |
8,0 |
176 |
9,4 |
208 |
11,1 |
246 |
13,1 |
288 |
15,4 |
||||
70,1 |
200 |
13,8 |
235 |
16,3 |
278 |
19,2 |
328 |
22,7 |
385 |
26,6 |
||||
63,4 |
250 |
20,2 |
294 |
23,7 |
347 |
28,0 |
410 |
33,0 |
481 |
38,8 |
||||
57,6 |
300 |
25,8 |
353 |
30,3 |
417 |
35,8 |
492 |
42,3 |
577 |
49,6 |
||||
54,1 |
350 |
32,6 |
412 |
38,4 |
486 |
45,3 |
574 |
53,5 |
673 |
62,7 |
||||
51,8 |
400 |
39,0 |
471 |
45,9 |
556 |
54,2 |
656 |
64,0 |
769 |
75,1 |
||||
48,3 |
480 |
49,1 |
565 |
57,8 |
667 |
68,2 |
787 |
80,5 |
923 |
94,4 |
||||
46,4 |
550 |
58,8 |
647 |
69,2 |
764 |
81,7 |
902 |
96,4 |
1058 |
113,1 |
||||
45,1 |
600 |
65,7 |
706 |
77,3 |
833 |
91,3 |
984 |
107,7 |
1154 |
126,4 |
||||
43,2 |
700 |
79,1 |
824 |
93,0 |
972 |
109,8 |
1148 |
129,6 |
1346 |
152,0 |
||||
41,3 |
800 |
92,5 |
941 |
108,8 |
1111 |
128,5 |
1311 |
151,6 |
1538 |
177,9 |
Сопротивление резистора на К-той ступени регулирования возбуждения определяем по формуле (5.4).
, (5.4)
где - сопротивление обормоток возбуждения тягового двигателя
- сопротивление индуктивного шунта
Рисунок 5.1 – Схема цепей регулирования возбуждения.
Индуктивный шунт необходим для предотвращения прохождения через якоря больших токов при кратковременных перерывах тока как в режиме тяги, так и в режиме электрического торможения. Сопротивление индуктивного шунта принимаем равным = 0.03 Ом. Таким образом, сопротивление резисторов регулирование возбуждения примут следующие значении:
Для определения мощности потерь на этих резисторах воспользуемся формулой (5.5):
(5.5)
где - средний пусковой ток
Средний пусковой ток принимаем равным
=(525+445) /2=485 А
Потери энергии составят:
Результаты расчетов сопротивлений резистора регулирования возбуждения и потерей мощности на нем приведены в таблице 5.2
Таблица 5.2 – сопротивления резисторов регулирования возбуждения
Номер ступени |
Сопротивление, Ом |
Мощность потерь, Вт |
1 |
3,6 |
19036 |
2 |
1,6 |
29796 |
3 |
0,9 |
34741 |
4 |
0,66 |
35950 |
6 Компоновка пусковых реостатов
Целью компоновки пусковых реостатов является разработка принципиальной электрической схемы соединения секций реостатов и контакторов, удовлетворяющей следующим требованиям:
-
Реализация расчетных значений сопротивления пускового реостата для всех ступеней регулирования с учетом соединения двигателей;
-
Применение наименьшего числа контакторов и более простое управление ими;
-
3. Возможно более полное использование по нагреву всех секций пускового реостата.
Для выполнения всех перечисленных требований на отечественных электровозах реостаты соединяют в группы, каждую их которых подсоединяют к паре тяговых двигателей. При этом группы пусковых реостатов переключают одновременно с изменением группировки тяговых двигателей, что значительно упрощает схему.
Компоновку пусковых реостатов производим с помощью пусковой диаграммы. Поскольку на прототипом электровозе количество позиций 37, а на проектируемом – 26, для упрощения схемы необходимо уменьшить количество контакторов. После этого составляем таблицу замыканий оставшихся линейных контакторов и групповых переключателей.
Уменьшение количества реостатных позиций приведет к большим рыкам при переходах между позициями. Схемных изменений не будет, так как каждая группа реостатов в прототипном электровозе уже имеет минимально возможное число реостатных контакторов – 3. Уменьшение контакторов хотя бы на один в каждой группе реостатов приведет к невозможности сбора достаточного числа позиций, а ликвидация контакторов только в одной или двух группах реостатов приведет к неравномерному распределению тока на разных соединениях тяговых двигателей.
Таблица замыканий индивидуальных и групповых контакторов (развертка) приведена в приложении Б.