2. Мощность тяговых двигателей и их количество

Как показано в /1,2/, мощность и количество тяговых двигателей грузовых электровозов определяется в зависимости от крутизны рас­чётного подъёма на участке пути, для которого проектируется элек­тровоз, скорости, которую он должен удерживать постоянной на этом подъёме с поездом заданной мессы.

Сначала определяют, какой мощностью должен обладать электровоз для выполнения указанной выше работы.

кВт, (2.1)

где - сила тяги электровоза на расчетном подъеме, кГс;

- скорость электровоза на расчетном подъеме, км/ч.

Как известно из /3/, сила тяги электровоза при установившейся скорости (dV /dt= 0 ) равна сопротивлению движению поезда.

кГс, (2.2)

где - масса поезда, т (см. задание);

- основное удельное сопротивление движению поезда, кГс/т;

- расчетный подъем, ‰ (см. задание).

Основное удельное сопротивление движению поезда зависит от скорости движения (в данном случае от установившейся скорости на расчётном подъёме Vp ). Между расчётной и конструкционной ско­ростями существует прямая зависимость /2/:

, (2.3)

где - расчетная скорость, км/ч;

- коэффициент расчетной скорости (см. задание).

Зависимость между ωо и Vp показана на рис. 2.1 /1/.

Рис. 2.1. Зависимость средневзвешенного удельного сопротивления движению грузового поезда от скорости

Известно, что определяющим параметром тягового двигателя явля­ется мощность часового режима (номинальная мощность). Ясно, что на расчётном подъёме двигатель работает с перегрузкой, т.е. реа­лизует мощность более номинальной.

Практикой установлено /2/, что между номинальной мощностью электровоза и мощностью реализуемой на расчётном подъёме сущест­вует соотношение:

кВт, (2.4)

где = 1,1 – коэффициент эксплуатационной перегрузки на расчетном подъеме /Ι/.

Поэтому номинальная (часовая) мощность тягового двигателя с учётом (2.1) определится как

кВт, (2.5)

где m - количество тяговых двигателей.

Количество тяговых двигателей, наряду с мощностью, является другой важной характеристикой проектируемого электровоза, так как определяет его осевую формулу.

Современные локомотивы, проектируются так, чтобы количество осей электровоза равнялось бы количеству тяговых двигателей при индивидуальном приводе, хотя существуют групповые приводы при ' одном двигателе на пару или даже на три оси.

Окончательный выбор мощности тяговых двигателей и их количество определяется из следующих соображений:

- мощность двигателя при индивидуальном приводе ограничена габаритами подвижного состава и на отечественных электровозах постоянного тока не превышает 750 кВт;

- нагрузка на ось современных локомотивов составляет:

П = 23+25 m /ось/1/;

- в нашей стране принят, как наиболее эффективный, ряд осевых формул; 6,8,12..../1/.

Поэтому в выражение (2.5) подставляется сначала m= 6, Полу­ченное значение должно быть 800 кВт. Если больше, то в (2.5) подставляют m=8, 12 и т.д.

Окончательно выбранное количество тяговых двигателей при инди-

видуальном приводе определяет массу электровоза:

(2.6)

где - нагрузка на ось. m- количество двигателей.

Если на проектируемом электровозе предполагается установить уже ;выпускаемые двигатели, то найденная номинальная мощность Р_н сравни­вается с характеристиками известных двигателей. Из них выбирается тот, мощность которого больше найденной Р_н, но наиболее близка к ней. Полученный запас мощности на заданном профиле пути позволит увеличить либо массу поезда, либо скорость на расчётном подъёме, что всегда экономически целесообразно,

В проекте не предусматривается подбор существующих типов тяговых двигателей.