9 Построение кривых тока и проверка степени нагревания электрических машин.
Кривые тока
используются в тяговых расчетах для
определения нагрева электрических
машин и прежде всего тяговых
электродвигателей тепловозов.
В курсовой работе для определения
температур нагрева электрических машин
тепловоза необходимо иметь зависимость
тока генератора от скорости движения
тепловоза и положения контроллера. Для
этого следует иметь токовую характеристику
тепловоза представляющую собой
зависимость
.
Значения токов генератора берем для
величин скоростей соответствующих
точкам перелома кривой
,
а также учитываем ,что при определенных
значениях скорости происходит изменение
режима работы тяговых электродвигателей
(переходы ПП-ОП1-ОП2 и ОП2-ОП1-ПП) и появляются
броски тока. При движении на холостом
ходу и при торможении
.
Масштаб токов выбираем 1А=0,03 мм.
Расчеты по проверки на нагревание электрических машин тепловоза определяют температуру перегрева их обмоток τ, т.е. превышение температуры этих обмоток над температурой наружного воздуха.
Для расчета температуры перегрева обмоток электрических машин, по кривым тока определяют среднее значение тока машины в пределах интервалов времени:
где
-соответственно
начальные и конечные токи в пределах
интервала времени, А.
Зная средние значения токов генератора рассчитываем соответственно средние токи тяговых двигателей:
где
-
число параллельных цепей тяговых
электродвигателей.
В
зависимости от среднего значения тока
двигателя из табл. 4 определяем:
Т- тепловая постоянной времени, мин;
-
установившаяся температура перегрева,
оС.
Тогда температура перегрева обмоток тяговых электродвигателей в режиме тяги:
– в режиме холостого хода:
где
-
интервал времени , выбираемый из кривой
,
так чтобы выполнялось условие
, мин.
Температура нагрева электрических машин:
tн = τmax+tн.в. ≤ 140 ˚С
где: 
=20-30
оС – температура окружающего
воздуха;
- максимальное значение температуры
перегрева обмоток.
Пример расчета для первого интервала токов
Тогда температура перегрева обмоток тяговых электродвигателей в режиме тяги:
– в режиме холостого хода:
Расчеты
для дальнейших значений токов сводим
в в табл.5
Таблица 4
Тепловые характеристики тягового электродвигателя ЭД-118
|
, оС |
|
0 |
– |
24,3 |
500 |
63,2 |
28,3 |
600 |
81,0 |
30,2 |
700 |
106,2 |
32,8 |
800 |
140,5 |
36,0 |
900 |
191,2 |
40,2 |
1000 |
261,5 |
48,0 |
,
мин
Максимальное значение температура перегрева обмоток:
τmax= 51,86 ˚С
Температура нагрева электрических машин:
tн = 51,86 + 20 = 71,86 ˚С
Таблица 5
Расчет
температур обмотки якоря тягового
электродвигателя типа ЭД-118 тепловоза
3ТЭ10М.
Iг', A |
Iг'', A |
Iгср', A |
Iдср', A |
Δt, мин |
Т, мин |
|
|
τ∞, °C |
|
τ0, °C |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
4905 |
4905 |
4905 |
818 |
0,09 |
36,68 |
0,0025 |
0,9975 |
148,71 |
0,37 |
15 |
14,96 |
15,33 |
4905 |
4653 |
4779 |
797 |
0,29 |
35,9 |
0,0081 |
0,9919 |
139,39 |
1,13 |
15,33 |
15,21 |
16,34 |
4653 |
3648 |
4151 |
692 |
0,64 |
32,58 |
0,0196 |
0,9804 |
103,22 |
2,02 |
16,34 |
16,02 |
18,04 |
3648 |
3070 |
3359 |
560 |
0,61 |
29,4 |
0,0207 |
0,9793 |
73,56 |
1,52 |
18,04 |
17,67 |
19,19 |
3800 |
3478 |
3639 |
607 |
0,5 |
30,37 |
0,0165 |
0,9835 |
82,58 |
1,36 |
19,19 |
18,87 |
20,23 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
24,3 |
0,0823 |
0,9177 |
0 |
0 |
20,23 |
18,57 |
18,57 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,31 |
24,3 |
0,0539 |
0,9461 |
0 |
0 |
18,57 |
17,57 |
17,57 |
3425 |
3070 |
3248 |
541 |
0,47 |
29,04 |
0,0162 |
0,9838 |
70,17 |
1,14 |
17,57 |
17,29 |
18,43 |
3800 |
3700 |
3750 |
625 |
0,16 |
30,8 |
0,0052 |
0,9948 |
86,65 |
0,45 |
18,43 |
18,33 |
18,78 |
3700 |
3373 |
3537 |
590 |
0,87 |
30 |
0,029 |
0,971 |
79,14 |
2,3 |
18,78 |
18,24 |
20,54 |
3373 |
3290 |
3332 |
555 |
0,09 |
29,3 |
0,0031 |
0,9969 |
72,63 |
0,23 |
20,54 |
20,48 |
20,71 |
3290 |
2988 |
3139 |
523 |
0,36 |
28,71 |
0,0125 |
0,9875 |
67,11 |
0,84 |
20,71 |
20,45 |
21,29 |
2988 |
2938 |
2963 |
494 |
0,12 |
28,22 |
0,0043 |
0,9957 |
62,19 |
0,27 |
21,29 |
21,2 |
21,47 |
3508 |
3295 |
3402 |
567 |
0,35 |
29,54 |
0,0118 |
0,9882 |
74,86 |
0,88 |
21,47 |
21,22 |
22,1 |
3295 |
3075 |
3185 |
531 |
0,47 |
28,86 |
0,0163 |
0,9837 |
68,47 |
1,12 |
22,1 |
21,74 |
22,86 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,91 |
24,3 |
0,0786 |
0,9214 |
0 |
0 |
22,86 |
21,06 |
21,06 |
3018 |
3075 |
3047 |
508 |
0,16 |
28,44 |
0,0056 |
0,9944 |
64,56 |
0,36 |
21,06 |
20,94 |
21,3 |
3075 |
3295 |
3185 |
531 |
0,43 |
28,86 |
0,0149 |
0,9851 |
68,47 |
1,02 |
21,3 |
20,98 |
22 |
3295 |
3565 |
3430 |
572 |
0,49 |
29,64 |
0,0165 |
0,9835 |
75,79 |
1,25 |
22 |
21,64 |
22,89 |
3565 |
3878 |
3722 |
620 |
0,51 |
30,68 |
0,0166 |
0,9834 |
85,52 |
1,42 |
22,89 |
22,51 |
23,93 |
3878 |
4030 |
3954 |
659 |
0,15 |
31,65 |
0,0047 |
0,9953 |
94,64 |
0,44 |
23,93 |
23,82 |
24,26 |
4030 |
3963 |
3997 |
666 |
1,12 |
31,85 |
0,0352 |
0,9648 |
96,46 |
3,4 |
24,26 |
23,41 |
26,81 |
3963 |
3878 |
3921 |
654 |
0,24 |
31,51 |
0,0076 |
0,9924 |
93,34 |
0,71 |
26,81 |
26,61 |
27,32 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,91 |
24,3 |
0,0786 |
0,9214 |
0 |
0 |
27,32 |
25,17 |
25,17 |
4148 |
4220 |
4184 |
697 |
0,15 |
32,72 |
0,0046 |
0,9954 |
104,52 |
0,48 |
25,17 |
25,05 |
25,53 |
3563 |
3700 |
3632 |
605 |
0,33 |
30,32 |
0,0109 |
0,9891 |
82,13 |
0,9 |
25,53 |
25,25 |
26,15 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
3700 |
4348 |
4024 |
671 |
1,6 |
31,99 |
0,05 |
0,95 |
97,76 |
4,89 |
26,15 |
24,84 |
29,73 |
4348 |
4555 |
4452 |
742 |
2,24 |
34,06 |
0,0658 |
0,9342 |
119,47 |
7,86 |
29,73 |
27,77 |
35,63 |
3853 |
4048 |
3951 |
659 |
2 |
31,65 |
0,0632 |
0,9368 |
94,64 |
5,98 |
35,63 |
33,38 |
39,36 |
4048 |
4245 |
4147 |
691 |
2,17 |
32,55 |
0,0667 |
0,9333 |
102,96 |
6,87 |
39,36 |
36,73 |
43,6 |
4245 |
4245 |
4245 |
708 |
1,77 |
33,04 |
0,0536 |
0,9464 |
108,73 |
5,83 |
43,6 |
41,26 |
47,09 |
4245 |
3648 |
3947 |
658 |
0,53 |
31,62 |
0,0168 |
0,9832 |
94,38 |
1,59 |
47,09 |
46,3 |
47,89 |
3648 |
3070 |
3359 |
560 |
0,88 |
29,4 |
0,0299 |
0,9701 |
73,56 |
2,2 |
47,89 |
46,46 |
48,66 |
3800 |
3700 |
3750 |
625 |
0,19 |
30,8 |
0,0062 |
0,9938 |
86,65 |
0,54 |
48,66 |
48,36 |
48,9 |
3700 |
3290 |
3495 |
583 |
1,78 |
29,86 |
0,0596 |
0,9404 |
77,84 |
4,64 |
48,9 |
45,99 |
50,63 |
3290 |
3008 |
3149 |
525 |
2,04 |
28,75 |
0,071 |
0,929 |
67,45 |
4,79 |
50,63 |
47,04 |
51,83 |
3008 |
2988 |
2998 |
500 |
0,09 |
28,3 |
0,0032 |
0,9968 |
63,2 |
0,2 |
51,83 |
51,66 |
51,86 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
24,3 |
0,0823 |
0,9177 |
0 |
0 |
51,86 |
47,59 |
47,59 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1,74 |
24,3 |
0,0716 |
0,9284 |
0 |
0 |
47,59 |
44,18 |
44,18 |
