6. Скоростная и тяговая характеристика двигателя

Расчётная сила тяги двигателя в продолжительном режиме:

кН,

где V_p – расчётная скорость тепловоза.

Задаваясь значениями J_д = 0,5J_дн; J_д = 0,7J_дн; J_д = 0,9J_дн; J_д = 1,1J_дн; J_д = 1,3J_дн; J_д = 1,5J_дн, вычислим соответствующие U_д, исходя из постоянства мощности, а далее определяют значения силы тяги и скорости:

– при полном поле:

;

– при второй ступени ослабления поля:

;

Таблица 6.

Определение силы тяги и скорости

	1	2	3	4	5	6
Jд	298	423	542	655.2	774.3	821.3
при полном поле
Fд	93.4	158	229.2	304.6	391.6	485
V	89.3	58	36,4	27.4	21.3	17.2
при второй ступени ослабления поля
Fд	71,15	122	175	234	305	373,5
V	99.6	82.2	57	43	33.2	27

По результатам таблицы 6 строим графические зависимости F_д = f(J_д) и F_д = f(V) при ПП, ОП2.

7 . Построение характеристик электрического тормоза тепловоза

На тепловозах применяют электрический реостатный тормоз, в котором якорные обмотки ТЭД присоединяются к тормозным резисторам, а обмотки возбуждения (соединенные в последовательную цепь) получают независимое питание от ТГ (или выпрямительной установки). Это обеспечивает гибкость управления скоростью движения при плавном регулировании тормозной силы в широком диапазоне. ТЭД при этом работают в режиме генератора с независимым возбуждением.

Тормозные характеристики представляют собой зависимость тормозного усилия от скорости движения В=f(v).

Максимальный ток возбуждения ТЭД и максимальный тормозной ток J_T (максимальный ток якоря) принимаются равными току продолжительного режима J_дн ТЭД. Поэтому сила торможения будет равна силе тяги продолжительного режима тепловоза:

B_max = F_кр.

Максимальная тормозная мощность:

V_min = 0,8C_ГU ∙ V_р = 0,8 ∙ 1,5∙31,6 = 40 км/ч.

Сопротивление тормозного резистора:

Ом

где U_T = – максимальное напряжение ТЭД, в тормозном режиме. Максимальная ЭДС ТЭД в тормозном (генераторном) режиме:

E_T = J_T(R_T+ r_я + r_дп) = J_T ∙ = 595,6 ∙ 0.83=500

Тормозная мощность, кВт:

P_T = 0,278 ∙ B_max ∙ V_min = 0,278 ∙ 187,5 ∙ 40 = 2085 кВт.

Мощность системы электрического торможения на выводах ТЭД:

P^'_T = P_T ∙ η_д ∙ η_эп = 2085 ∙ 0,9 ∙ 0,985 = 1848,35 кВт

Ограничениями тормозных характеристик тепловоза являются:

– Максимальный ток возбуждения по условиям нагревания обмоток главных полюсов (линия ОА).

– Максимальный тормозной ток по условиям нагревания обмотки якоря (гипербола АЕ).

,

Таблица 7.

V, км/ч	47	50	60	70	80
B	142	133.5	111.4	95,45	83.51

V, км/ч	90	100
B	74,23	66.8

где k_п = 1,02; k_пм = 1,03 – коэффициенты учитывающие механические и магнитные потери.

– Сцепление колёсных пар с рельсами (линия BС).

В_сц = Р_сц ∙ ψ;

где – коэффициент сцепления колеса с рельсами.

Таблица 8.

V, км/ч	0	10	20	30	40	50
B	360	300	277,2	252	240	228
ψ	0.3	0.25	0.231	0.21	0.2	0.19

V, км/ч	60	70	80	90	100
B	223.2	218,4	216	213,6	210
ψ	0.186	0.182	0,18	0,178	0,175

– Удовлетворительная коммутация на коллекторе по условиям допустимой величины реактивной э.д.с. в секции обмотки якоря (линия КД).

J_{я max} ∙ V = const

Тормозную силу определяем, исходя из постоянства тормозной мощности:

Таблица 9.

V, км/ч	0	10	20	30	40	50
B	-	750	375,3	250.15	187.5	150.2

V, км/ч	60	70	80	90	100
B	125	107,32	94	83,2	75.05

– Конструкционная скорость тепловоза V_к (линия ЕМ).