3. Характеристики и некоторые параметры тяговых двигателей

3.1. Характеристики при номинальном напряжении на тяговом двигателе

Для проектирования системы управления электровозом и расчёта, его тягово-тормозных характеристик необходимы следующие параметры тяговых двигателей: номинальное напряжение U_дн , номинальный ток I_дн , коэффициент полезного действия ŋ_дн , сопротивление обмоток двигателя r_д и его составляющих: r_a - якоря, r_rn - дополнитель­ных полюсов, r_ko - компенсационной обмотки (если она есть), r_rn - главных полюсов /3/. Кроме этого необходимы характеристики: ско­ростная V(Ι). силы тяги F(I), КПД ŋ(I) и нагрузочная СФ(Ι_в).

Если тип тягового двигателя известен, то указанные выше парамет­ры и характеристики содержатся в его паспортных данных.

Если же тип двигателя неизвестен, то для определения его пара­метров используется метод подобия /1/, где за основу принимаются параметры номинального режима двигателя.

На ЭПС постоянного тока в качестве номинального принято напряже­ние U_дн = 1500 В.

Номинальный ток определяется из выражения:

А, (3.1)

где - номинальная мощность тягового двигателя (1,5);

- 1500 В – номинальное напряжение;

- КПД номинального режима.

Коэффициент полезного действия выбирается из табл. 3.1 /2/ методом интерполяции.

Таблица 3.1

Зависимость КПД номинального режима от мощности тягового двигателя

Номинальная мощность Рдн , кВт	200	400	600	800
КПД	0,9	0,92	0,93	0,94

Сила тяги на ободе колеса находится как

кН, (3.2)

где V_н - скорость электровоза в номинальном режиме, км/ч.

Скорость номинального режима связана со скоростью на расчёт­ном подъёме соотношением /1/:

км/ч, (3.3)

где V_н - см. (2.3).

Суммарное сопротивление обмоток двигателя находится как

Ом (3.4)

и распределяется по элементам цепи двигателя в соответствии с табл. 3.2 /1/.

Для построения нагрузочной характеристики необходимо вычис­лить соответствующее номинальному режиму /4/

В/км/ч, (3.5)

где U_дн =1500 В;

I_дн - см. (3.1);

r_д - см. (3.4);

V_н - см. (3.3).

В соответствии с методом аналогий /1/, характеристики двига­теля рассчитываются на основе относительных /1/, приведенных в табл. 3.3.

Таблица 3.2

Сопротивления отдельных обмоток двигателя в долях от суммарного

Обмотка	Сопротивление
	Двигатель некомпенсирован	Двигатель компенсированный
Якорь, ra	0,45 rд	0,4 rд
Дополнительные полюса, rдп	0,2 rд	0,1 rд
Главные полюса, rrn	0,35 rд /βо	0,25 rд /βо
Компенсационная обмотка, rко	-	0,25 rд

Примечание: в проекте принимать некомпенсированный двигатель и β_о =1.

Таблица 3.3

Расчётные значения относительных характеристик тягового двигателя, приведенных к ободу колеса, в долях от параметров номинального режима

I	СvФ	V	FK	I	СvФ	V	FK	I	СvФ	V	FK
Iдн	СvФн	Vн	FKH	Iдн	СvФн	Vн	FKH	Iдн	СvФн	Vн	FKH
0,3	0,56	1,76	0,14	0,8	0,93	1,08	0,75	1,4	1,1	0,89	1,53
0,4	0,68	1,51	0,24	1,0	1,0	1,0	1,0	1,6	1,14	0,86	1,79
0,6	0,83	1,22	0,48	1,2	1,05	0,94	1,27	1,8	1,17	0,83	2,05

При переходе от относительных значений к абсолютным в табл. 3.3 в ту её графу, где соотношение равно 1,0 записать данные, полученные в (3.1), (3.5), (3.3) и (3.2). Остальные цифры в табл. 3.3 получаются как произведения написанных первоначально данных на соответствующие коэффициенты. Например, в строке 1 колонки 1 при I_дн = 1000 А запишем: 0,3 * 1000 А = 300 А.

По данным табл. 3.3 для абсолютных значений строятся характеристики двигателя, которые имеют вид, показанный на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Характеристики тягового двигателя, приведенные к ободу колеса