2 Расчет параметров электрической передачи тепловоза
В электрическую цепь тепловоза с электрической передачей входят тяговый генератор (ТГ) и электродвигатели (ТЭД). Если на тепловозе применена передача переменно-постоянного тока, то для выпрямления трехфазного переменного тока генератора применяется выпрямительная установка.
Мощность тягового генератора должна быть такой, что бы в заданном диапазоне изменения тока генератора и при наименьшей нагрузке вспомогательных машин и механизмов вся свободная мощность первичного двигателя поглощалась генератором.
Свободная мощность дизеля, передаваемая электропередаче, кВт,
,
(2.1)
где βс – коэффициент свободной мощности.
кВт.
Номинальная мощность на зажимах генератора постоянного тока, кВт,
,
(2.2)
где ηтг – КПД тягового генератора.
кВт.
Учитывая, что для большинства тяговых генераторов коэффициент регулирования напряжения Ср. н = Uтг мах/Uтг н = 1.4-1.6, определяем длительное напряжение генератора, В:
;
(2.3)
В.
Длительная сила тока генератора, А,
;
(2.4)
А.
Длительная мощность тягового электродвигателя, кВт,
,
(2.5)
где m – количество тяговых электродвигателей.
кВт.
Угловая скорость ωр вала электродвигателя в длительном режиме при υmax = υк (максимальная скорость тепловоза равна конструкционной) определяется из соотношения, рад/с:
(2.6)
тогда имеем:
,
(2.7)
где
– конструкционная скорость тепловоза,
км/ч.
рад/с.
Длительный вращающий момент электродвигателя, кН · м,
,
(2.8)
где Pтэд – длительная мощность тягового электродвигателя, кВт;
ηтэд – КПД тягового электродвигателя.
кН · м.
Сила тока электродвигателя в длительном режиме, А,
,
(2.9)
где m' – число параллельных ветвей силовой цепи.
А. (2.10)
Придаточное число тягового редуктора,
,
(2.11)
где Dк – диаметр ведущих коле локомотива, м.
На тяговом подвижном составе применяется два типа подвески тяговых электродвигателя:
1. Опорно-осевое подвешивание тягового электродвигателя –тяговый электродвигатель одним концом опирается через вкладыш моторно-осевого подшипника на ось колесной пары, другим концом, через пружинный комплект опирается на раму тележки. Данный тип подвешивания тягового электродвигателя простой по конструкции, но имеется большой неподрессоренный вес (до 45 кН), что приводит к большим динамическим нагрузкам колесной пары, тяговых электродвигателей, железнодорожного полотна. Применяется на тепловозах ТЭМ 1, ТЭМ 2, 2ТЭ10, 2ТЭ116.
2. Опорно-рамное подвешивание тягового электродвигателя – тяговый электродвигатель опирается только на раму. Более сложная конструкция подвески. Неподрессоренный вес уменьшатся вдвое (до 26 кН), что приводит к меньшим динамическим нагрузкам колесных пар, тяговых электродвигателей и на путь. Опорно-рамное подвешивание применяют на пассажирских тепловозах ТЭП60, ТЭП70.
На тепловозе ЧМЭ3 применена опорно-осевая подвеска (Рисунок ). Моторно-осевой подшипник состоит из комплекта вкладышей и наземного корпуса, образованная приливом остова тягового электродвигателя и шапкой (крышкой), стянутых двумя болтами М30. Горловину диаметром 250 мм под вкладыши растачивают в собранном корпусе подшипника. Оба вкладыша отлиты из стали и имеют борта, ограничивающие осевой разбег тягового электродвигателя на оси колесной пары (0,4-5,0 мм). Между вкладышами и осью колесной пары должен быть зазор 0,45-2,5 мм. Измеряют этот зазор щупом через специальные окна в кожухе, прикрепленных к остову ТЭД и закрывающем среднею часть оси. В эксплуатации оба окна закрыты крышками.
