КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Пересчет рабочих характеристик ТЭД и предварительное определение ограничений тяговой характеристики тепловоза
Электромеханическими характеристиками ТЭД, которые являются одним из видов рабочих характеристик, называются зависимости крутящего момента М, частоты вращения вала n и коэффициента полезного действия h от тока якоря IЯ :
;
при приложенном напряжении 
, изменяющемся в соответствии с внешней характеристикой ТГ.
Для расчета рабочих характеристик серийного ТЭД в проектируемой ЭПМ необходимо иметь характеристики намагничивания стали ТЭД
,
или (что значительно упрощает расчеты) нагрузочные характеристики
,
где 
– ток в обмотке возбуждения ТЭД.
Нагрузочные характеристики можно построить по имеющимся электромеханическим характеристикам выбранного ТЭД.
2.1 Расчет нагрузочных характеристик серийного ТЭД
Нагрузочные характеристики ТЭД (отношение противо–ЭДС якоря Е к его числу оборотов n в зависимости от тока возбуждения при различных токах якоря, 
) рассчитываются по формуле
где 
– напряжение на зажимах ТЭД при значении тока 
;
– суммарные сопротивления обмоток якоря 
, главных полюсов 
и дополнительных полюсов 
, прогретых до 
;
– коэффициент ослабления поля ТЭД;
= 2 В – падение напряжения на щеточно-коллекторном контакте.
В паспортных данных ТЭД указывается сопротивление при температуре 
, сопротивление при другой температуре 
можно определить по формуле
где 
– паспортное значение сопротивления конкретной обмотки ТЭД при температуре , Ом;
– сопротивление этой же обмотки при температуре , Ом;
= 0,0033 – температурный коэффициент электрического сопротивления меди, 
.
Задавшись по электромеханическим характеристикам величинами 
, определяют соответствующие им значения 
. Затем рассчитывают значения 
для прогретого до 
ТЭД при полном и ослабленных полях возбуждения и определяют противо – ЭДС
,
отношение 
и величины 
.
tн = 20 °С,
= 0,016 Ом
= 0,0096 Ом,
= 0,00856 Ом,
θ°=100 °С,
rя = 0,016 ∙ (1+0,0033 ∙ (100 – 20)) = 0,0202Ом,
rв = 0,0096∙ (1+0,0033 ∙ (100 – 20)) = 0,0121Ом,
rдп = 0,00856 ∙ (1+0,0033 ∙ (100 – 20)) = 0,0108Ом,
0,0202+1·0,0121+0,0108=0,016,
0,0202+0,5·0,0121+0,0108=0,0096,
0,0202+0,25·0,0121+0,0108=0,0086.
Расчет нагрузочных характеристик ТЭД сводим в таблицу 2.
Таблица 2 – Расчет нагрузочных характеристик выбранного ТЭД
| IЯ, A | 371,82 | 424,33 | 491,00 | 557,73 | 624,33 | 691,00 | 743,64 | |
| UТЭД, В | 430,00 | 375,00 | 340,00 | 290,00 | 250,00 | 225,00 | 210,00 | |
| ПП α = 1 rтэд = 0,016 Ом | ηТЭД | 0,93 | 0,91 | 0,90 | 0,88 | 0,85 | 0,84 | 0,81 |
| UТЭД-(IЯ ∙ rТЭД+ΔUщ), В | 411,95 | 354,68 | 316,80 | 263,92 | 221,04 | 193,16 | 175,89 | |
| n, c-1 | 15,00 | 12,00 | 10,00 | 8,00 | 7,00 | 6,00 | 5,50 | |
| E/n, B ∙ c/оборот | 27,46 | 29,56 | 31,68 | 32,99 | 31,58 | 32,19 | 31,98 | |
| IВ=IЯ, А | 371,82 | 424,33 | 491,00 | 557,73 | 624,33 | 691,00 | 743,64 | |
| ОП1 α1 = 0,6 rтэд = 0,0096 Ом | ηТЭД | 0,94 | 0,92 | 0,91 | 0,90 | 0,87 | 0,85 | - |
| UТЭД-(IЯ ∙ rТЭД+ΔUщ), В | 414,20 | 357,25 | 319,78 | 267,30 | 224,83 | 197,36 | 180,40 | |
| n, c-1 | 23,00 | 19,00 | 15,00 | 12,00 | 10,00 | 8,00 | - | |
| E/n, B ∙ c/оборот | 18,01 | 18,80 | 21,32 | 22,28 | 22,48 | 24,67 | - | |
| IВ= α1 ∙ IЯ, А | 185,91 | 212,17 | 245,50 | 278,87 | 312,17 | 345,50 | 371,82 | |
| ОП2 α2 = 0,36 rтэд = 0,0086 Ом | ηТЭД | 0,91 | 0,91 | 0,91 | 0,90 | 0,88 | 0,87 | - |
| UТЭД-(IЯ ∙ rТЭД+ΔUщ), В | 415,33 | 358,54 | 321,27 | 268,99 | 226,72 | 199,45 | 182,66 | |
| n, c-1 | 42,00 | 32,00 | 24,00 | 18,00 | 14,00 | 12,00 | - | |
| E/n, B ∙ c/оборот | 9,89 | 11,20 | 13,39 | 14,94 | 16,19 | 16,62 | - | |
| IВ= α2 ∙ IЯ, А | 92,96 | 106,08 | 122,75 | 139,43 | 156,08 | 172,75 | 185,91 |
По данным таблицы 2 строятся кривые зависимости 
= 
для выбранных значений 
.
Рисунок 2 – Нагрузочные характеристики ТЭД
2.2 Предварительное определение расчетной скорости тепловоза
Скорость движения проектируемого тепловоза (км/ч) определяется по формуле:
,
где 
– диаметр колеса тепловоза (принимается равным 1,05 м);
n – частота вращения якоря ТЭД в проектируемой ЭПМ, с-1;
– передаточное отношение тягового редуктора.
Число оборотов (в с-1) якоря ТЭД в проектируемой ЭПМ, в общем случае определяется по формуле:
где 
– противо-ЭДС в проектируемой ЭПМ, В;
– напряжение, подводимое к зажимам ТЭД в проектируемой ЭПМ, определяемое внешней характеристикой ТГ, В;
– ток якоря ТЭД в проектируемой ЭПМ, определяемый внешней характеристикой, А;
– отношение, определяемое по построенным нагрузочным характеристикам при соответствующем значении 
и 
( при полном поле 
; при ослабленных полях 
), 
.
Напряжение в (В), подводимое к зажимам ТЭД в проектируемой ЭПМ, определяется по формуле
где 
– число последовательно включенных ТЭД в силовой схеме проектируемой ЭПМ.
=2
Ток якоря (А) ТЭД в проектируемой ЭПМ, определяется по формуле
где 
– число параллельных групп ТЭД в силовой схеме проектируемой ЭПМ.
=3
Расчетная скорость движения проектируемого тепловоза имеет место при номинальном числе оборотов якоря ТЭД – при номинальных напряжении и токе ТЭД в проектируемой ЭПМ, т.е. при
|
Eпр = 250 – (557,73 ∙ 0,0432 + 2) = 223,92 В,
,
.
2.3 Предварительное определение необходимой минимальной величины коэффициента ослабления поля ТЭД
Степень регулирования проектируемой ЭПМ по скорости характеризуется коэффициентом регулирования:
где 
– максимальная скорость движения тепловоза, км/ч.
Vmax =0,7 ∙ VК
где 
– заданная конструкционная скорость проектируемого тепловоза.
Vmax =0,7 ∙ 90 = 63 км/ч
При 
> 2,1 оказывается недостаточным регулировки ЭПМ по напряжению, определяемой коэффициентом регулирования 
1,6.
Для обеспечения работы ЭПМ с постоянной мощностью вплоть до максимальной скорости движения тепловоза (при сохранении величины 
), как известно, используют два способа: ослабление возбуждения ТЭД (ослабление поля) и перегруппировку ТЭД в силовой схеме ЭПМ (например, последовательное, последовательно – параллельное соединения, или последовательно параллельное – параллельное, параллельное соединения). Иногда используют комбинацию этих способов.
Ослабление поля ТЭД является наиболее распространенным и простым способом повышения диапазона регулирования ЭПМ по скорости тепловоза.
Первоначально необходимо проверить возможность обеспечения необходимого диапазона регулирования по скорости за счет ослабления поля ТЭД. Для этого определяют минимальное значение коэффициента ослабления поля ТЭД, являющегося, как известно, отношением 
:
0,25 ,
Значение 
необходимо округлять до двух знаков после запятой. Если 
< 0,5, то для избежания резких бросков тока в силовой цепи при переходе на ослабление поля вводится промежуточная ступень 
, в этом случае = 
и = 
.
= 
.
2.4 Предварительное определение расчетной силы тяги тепловоза и ограничений тяговой характеристики
Дата добавления: 2015-01-19; просмотров: 403; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |