4.3. Скоростные характеристики режима пуска

Скоростные характеристики каждой позиции V _i =f(I) определяет выражение:

км/ч, (4.6)

где U_д - напряжение на двигателе (например, для всех позиций П соединения двигателей. U_д = 1500 В),В;

R_i – см.(4,5), ом;

J - ток двигателя, А;

r_д – см. (3.4), ом;

C_vФ – см. табл. 3.3 и рис. 3.1, В/км/ч;

m^/ - число последовательно соединенных двигателей;

n' - число параллельно соединенных двигателей.

Для построения семейства характеристик V_i =f(I) задаются каким-либо значением тока I (удобно брать значения I из табл.3.3). Из табл. 3.3 или рис. 3.1 находят, соответствующюю выбранному зна­чению 1, величину C_vФ . Из выражений 4.5 и 3.4 определяют R_i и r_д . Количество последовательно соединенных двигателей m' зависит от их группировки (C, СП, П). Подставляя всё это в (4.6), определяют соответствующее выбранному значению I значение скорос­ти V. Затем задаются другим значением тока I и для него по (4.6) находят соответствующее значение скорости V. И так далее. Все найденные значения скорости образуют кривую V_i =f(I) для i -ой позиции.

Подобный расчёт выполняется для каждой другой позиции. Ясно, что такие многовариантные расчёты лучше доверить ЭВМ.

По результатам расчёта строят семейство характеристик V_i =f(I), вид которых показан на рис. 4.1.

На рис. 4.1 1 нанести ограничение по сцеплению (см. табл. 1.4 и рис. 3.3). Здесь же показать скоростные характеристики ОП (см. рис. 3.2 и 3.3).

Точка пересечения ограничения по сцеплению с безреостатной скоростной характеристикой полного поля (точка К рис. 3.3) опре­делит на рис. 4.1 I _max . Ток I_min определяется точкой пере­сечения горизонтали, проведенной из точки К до пересечения с ха­рактеристикой предыдущей позиции (см. рис. 4.1). Ломанная линия, выделенная на рис. 4.1 утолщенными линиями, называется пусковой диаграммой. На этом же рисунке видны маневровые (несколько первых позиций) и дополнительные позиции (первые несколько позиций после перехода с С на СП и с СП на П соединения двигателей.

5. Перегруппировка тяговых двигателей

5.1. Схемные решения

Как известно, /1,4,9/, на ЭПС могут быть использованы несколько способов перехода с одного соединения двигателей на другие. В про­екте количество группировок зависит от выбранного электровоза -аналога (см. 4.2). Их может быть три.,(С, СП, П), как на электровозах -аналогах ВЛ23 и ВЛI0 или два,(СП и П), как на электровозе ВЛII.

Наиболее современным является способ вентильного перехода. Предлагается использовать этот способ в проектируемом электровозе.

На основе принципиальной схемы перехода (см. рис. 72 /4/ и рис. 237 /9/) предлагается разработать схемы С-СП и СП-П вентильных переходов для проектируемого электровоза.

5.2. Параметры переходного режима и блока диодов

Как показано в /4/, вентильный переход с одного соединения на другое характеризуется: введением части пускового резистора и за­тем шунтированием группы двигателей диодом,

Введение части пускового резистора принципиально не отличается от такового при перегруппировке методом шунтирования /4/, и вели­чина вводимого сопротивления рассчитывается так, как это показано в /2/.

Величина вводимого сопротивления:

Ом, (5.1)

где U_c=3000 В – напряжение сети;

I_max –максимальный пусковой ток (см. рис. 4.1);

C_vФ – определяется по рис. 3.1 для;

V_п – скорость электровоза при переходе с одного соединения на другое (определяется для соответствующего перехода с С на СП или с СП на П по рис. 4.1 по характеристи­кам V =f (I) соответственно для безреостатных по­зиций С или СП соединений при I=I _max ;

r_д – сопротивление обмоток двигателя (3.4);

m_дп - количество последовательно соединенных двигателей до перехода;

m_пп - то же после перехода (см. 5.1).

Блок диодов может состоять из последовательно и параллельно включенных вентилей, количество которых рассчитывается так, как это показано в /3/.

Количество последовательно включенных диодов:

, (5.2)

где U_р=9000 В - пробивное напряжение разрядника электровоза /9/;

U_n - допустимое повторяющееся напряжение (зависит от класса вентиля, например, для седьмого класса U_n = 700 В);

К_нв- коэффициент неравномерности распределения обратного напряжения между последовательно соединенными вен­тилями, К_нв= 0,9

Количество параллельно включенных диодов:

(5.3)

где I_max –см.рис. 4.1;

I_уд – ударный ток;

Расчётные значения, полученные из выражений (5.2) и (5.3) округляются до ближайшего большего целого числа.

Тип диода выбирается в соответствии с /10/. Можно, например, использовать диоды В500 2…38 классов с I_уд =9 кА.