9 Побудова кривих струму
Для електровозів постійного струму
будуємо діаграми залежності струму
електровоза від пройденого шляху
на основі кривих швидкості
і струмових характеристик електровоза
.
При побудові діаграми враховуємо зміну
режимів роботи тягових електродвигунів
і режимів руху електровоза.
,
(9.1)
,
(9.2)
де
- струм електровоза на початку проміжку
часу t,
А;
-
струм електровоза в кінці проміжку часу
t,
А;
-
середнє значення струму електровоза
за проміжок часу t,
А;
-
середнє
значення струму тягового електродвигуна
за проміжок
часу t,
А;
m- число паралельних ланцюгів тягових двигунів.
Побудову кривої виконуємо наступним способом. Для кожної точки перелому кривих швидкості V=f(S) визначаємо значення швидкості V руху поїзда. За струмовою характеристикою з ПТР знаходимо величину струму, відповідну цим значенням швидкості. На вертикальних лініях, які проходять через точки перелому кривої швидкості, у прийнятому масштабі наносимо точки, що відповідають знайденим величинам струмів. Отримані точки з’єднуємо відрізками прямої лінії, які утворюють криву струму I=f(S).
Крива струму I=f(S) зображена на рисунку 3, разом з кривими швидкості та часу ходу поїзда.
10 Перевірка маси складу за нагріванням обмоток електричних машин
Нагрівання обмоток тягових двигунів локомотива залежить від величини струму, який протікає через них, та тривалості його дії.
Можливість проведення складу розрахованої маси по усій ділянці з використанням обраних режимів руху перевіряють за нагріванням електричних машин.
В основі методу перевірки температури нагрівання електричних машин лежить рівняння нагрівання однорідного тіла. Наближений вигляд цього рівняння:
,
(10.1)
де
– встановлене перевищення температури
при визначеному струмі, ˚С;
– проміжок
часу за який протікає даний струм, хв;
Т – теплова постійна часу, хв;
–
початкове
значення температури для розрахованого
проміжку часу,˚С.
При відсутності струму (у режимах вибігу та механічного гальмування) відбувається охолодження ( =0) і вираз набуває вигляду:
,˚С. (10.2)
Використання формул (10.1) та (10.2) допускається при умові, якщо:
.
(10.3)
Вихідними даними для отримання температури перегріву електричних машин локомотиву є:
1) побудована крива струму I=f(S);
2) побудована крива часу t=f(S);
3) теплові характеристики
обмотки якорів двигунів , які є у паспортах
локомотивів: T=f(I)
та
ці характеристики наведені в ПТР.
4) криві нагрівання та охолодження обмотки якорів двигунів.
Початкову температуру перегріву обмоток тягових електродвигунів при умові наявності тривалої стоянки поїзда перед початковим моментом руху слід приймати 15˚С.
Розрахунок робиться для кожного відрізка часу , протягом якого середній струм двигуна є постійним. Середнє значення струму береться між двома точками кривої струму, незалежно від елемента колії.
Усі розрахунки з визначення температур перегріву обмоток якоря тягового електродвигуна заносимо у таблицю 10.1.
Таблиця 10.1 - Перевірка маси складу за нагріванням обмоток
№ |
I1, А |
I2, А |
Iср, А |
Iд ср, А |
Т,хв |
τ∞,С0 |
Δt, хв |
Δt/T |
t∞∙(Δt/T) |
1-(Δt/T) |
τ0 |
τ0∙(1-(Δt/T)) |
τ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
0" - 1" |
550 |
1000 |
775 |
387,5 |
44 |
166 |
0,6 |
0,01 |
2,26 |
0,99 |
15,00 |
14,80 |
17,06 |
1" - 2" |
1000 |
1960 |
1480 |
370 |
44 |
130 |
0,6 |
0,01 |
1,77 |
0,99 |
17,06 |
16,83 |
18,60 |
2" - 3" |
1960 |
1930 |
1945 |
486,3 |
44 |
310 |
0,6 |
0,01 |
4,23 |
0,99 |
18,60 |
18,35 |
22,57 |
3" - 4" |
1930 |
1920 |
1925 |
481,3 |
44 |
300 |
0,6 |
0,01 |
4,09 |
0,99 |
22,57 |
22,27 |
26,36 |
4" - 5" |
1920 |
1906 |
1913 |
478,3 |
44 |
285 |
0,2 |
0,00 |
1,30 |
1,00 |
26,36 |
26,24 |
27,53 |
5" - 6" |
1906 |
2050 |
1978 |
494,5 |
44 |
320 |
1,5 |
0,03 |
10,91 |
0,97 |
27,53 |
26,59 |
37,50 |
6" - 7" |
2050 |
1834 |
1942 |
485,5 |
44 |
308 |
1,3 |
0,03 |
9,10 |
0,97 |
37,50 |
36,39 |
45,49 |
7" - 8" |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
0,1 |
0,00 |
0,00 |
1,00 |
45,49 |
45,39 |
45,39 |
8" - 9" |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
0,1 |
0,00 |
0,00 |
1,00 |
45,39 |
45,29 |
45,29 |
9" - 10" |
2050 |
2050 |
2050 |
512,5 |
44 |
325 |
0,8 |
0,02 |
5,91 |
0,98 |
45,29 |
44,46 |
50,37 |
10" - 11" |
2050 |
2050 |
2050 |
512,5 |
44 |
325 |
0,7 |
0,02 |
5,17 |
0,98 |
50,37 |
49,57 |
54,74 |
11" - 12" |
2050 |
1785 |
1918 |
479,4 |
44 |
290 |
0,5 |
0,01 |
3,30 |
0,99 |
54,74 |
54,12 |
57,42 |
12" - 13" |
1785 |
1120 |
1453 |
363,1 |
44 |
120 |
1 |
0,02 |
2,73 |
0,98 |
57,42 |
56,11 |
58,84 |
13" - 14" |
1120 |
940 |
1030 |
257,5 |
44 |
70 |
1,4 |
0,03 |
2,23 |
0,97 |
58,84 |
56,97 |
59,19 |
14" - 15" |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
0,7 |
0,02 |
0,00 |
0,98 |
59,19 |
58,25 |
58,25 |
15" - 16" |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
0,9 |
0,02 |
0,00 |
0,98 |
58,25 |
57,06 |
57,06 |
16" - 17" |
970 |
945 |
957,5 |
239,4 |
44 |
60 |
1 |
0,02 |
1,36 |
0,98 |
57,06 |
55,76 |
57,13 |
17" - 18" |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
1,3 |
0,03 |
0,00 |
0,97 |
57,13 |
55,44 |
55,44 |
18" - 19" |
1000 |
990 |
995 |
248,8 |
44 |
65 |
1,1 |
0,03 |
1,63 |
0,98 |
55,44 |
54,05 |
55,68 |
19" - 20" |
990 |
1130 |
1060 |
265 |
44 |
76 |
0,4 |
0,01 |
0,69 |
0,99 |
55,68 |
55,17 |
55,86 |
20" - 21" |
1130 |
1516 |
1323 |
330,8 |
44 |
100 |
0,9 |
0,02 |
2,05 |
0,98 |
55,86 |
54,72 |
56,77 |
21" - 22" |
1516 |
2050 |
1783 |
445,8 |
44 |
220 |
1,6 |
0,04 |
8,00 |
0,96 |
56,77 |
54,70 |
62,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продовження таблиці 10.1
|
|||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
22" - 23" |
2050 |
2050 |
2050 |
512,5 |
44 |
325 |
1 |
0,02 |
7,39 |
0,98 |
62,70 |
61,28 |
68,66 |
23" - 24" |
2050 |
2050 |
2050 |
512,5 |
44 |
325 |
2,8 |
0,06 |
20,68 |
0,94 |
68,66 |
64,29 |
84,98 |
24" - 25" |
2050 |
2050 |
2050 |
512,5 |
44 |
325 |
0,5 |
0,01 |
3,69 |
0,99 |
84,98 |
84,01 |
87,70 |
25" - 26" |
2050 |
1530 |
1790 |
447,5 |
44 |
230 |
2,5 |
0,06 |
13,07 |
0,94 |
87,70 |
82,72 |
95,79 |
26" - 27" |
1530 |
1530 |
1530 |
382,5 |
44 |
150 |
0,5 |
0,01 |
1,70 |
0,99 |
95,79 |
94,70 |
96,40 |
27" - 28" |
1530 |
1120 |
1325 |
331,3 |
44 |
103 |
1 |
0,02 |
2,34 |
0,98 |
96,40 |
94,21 |
96,55 |
28" - 29" |
1120 |
940 |
1030 |
257,5 |
44 |
70 |
1 |
0,02 |
1,59 |
0,98 |
96,55 |
94,36 |
95,95 |
29" - 30" |
940 |
1120 |
1030 |
257,5 |
44 |
70 |
0,4 |
0,01 |
0,64 |
0,99 |
95,95 |
95,08 |
95,71 |
30" - 31" |
1120 |
1525 |
1323 |
330,6 |
44 |
100 |
0,6 |
0,01 |
1,36 |
0,99 |
95,71 |
94,41 |
95,77 |
31" - 32" |
1525 |
2050 |
1788 |
446,9 |
44 |
226 |
0,5 |
0,01 |
2,57 |
0,99 |
95,77 |
94,68 |
97,25 |
32" - 39" |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
1,2 |
0,03 |
0,00 |
0,97 |
97,25 |
94,60 |
94,60 |
Ст В |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
9 |
0,20 |
0,00 |
0,80 |
94,60 |
75,25 |
75,25 |
39" - 40" |
550 |
1000 |
775 |
387,5 |
44 |
166 |
0,5 |
0,01 |
1,89 |
0,99 |
75,25 |
74,40 |
76,28 |
40" - 41" |
1000 |
1960 |
1480 |
370 |
44 |
130 |
0,6 |
0,01 |
1,77 |
0,99 |
76,28 |
75,24 |
77,01 |
41" - 42" |
1960 |
1930 |
1945 |
486,3 |
44 |
310 |
0,6 |
0,01 |
4,23 |
0,99 |
77,01 |
75,96 |
80,19 |
42" - 43" |
1930 |
1910 |
1920 |
480 |
44 |
295 |
0,4 |
0,01 |
2,68 |
0,99 |
80,19 |
79,46 |
82,14 |
43" - 49" |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
4,6 |
0,10 |
0,00 |
0,90 |
82,14 |
73,56 |
73,56 |
49" - 50" |
995 |
980 |
987,5 |
246,9 |
44 |
80 |
0,5 |
0,01 |
0,91 |
0,99 |
73,56 |
72,72 |
73,63 |
50" - 51" |
980 |
1120 |
1050 |
262,5 |
44 |
72 |
1,1 |
0,03 |
1,80 |
0,98 |
73,63 |
71,79 |
73,59 |
51" - 52" |
1120 |
1520 |
1320 |
330 |
44 |
226 |
2,8 |
0,06 |
14,38 |
0,94 |
73,59 |
68,91 |
83,29 |
52" - 59" |
0 |
0 |
0 |
0 |
44 |
0 |
3,3 |
0,08 |
0,00 |
0,93 |
82,98 |
76,75 |
76,75 |
Визначаючим параметром у розрахунках
є найбільше значення перегріву
.
Максимальна температура обмоток двигуна (tmax) при роботі на розглянутій ділянці з поїздом розрахованої маси буде:
,˚С
(10.4)
де tн.в. – температура навколишнього повітря. (tн.в. = 25˚С)
Допустима температура перегріву
(ізоляція класу F
)
=155˚С.
.
Розрахована температура перегріву не перевищує допустимого значення.