2. Характеристики и некоторые параметры тягового двигателя при номинальном напряжении
Для проектирования
системы управления электровозом и
расчета его тягово-тормозных характеристик
необходимы следующие параметры тяговых
двигателей: номинальное напряжение
,
номинальный ток
,
коэффициент полезного действия
,
сопротивление обмоток двигателя и его
составляющих:
- якоря,
- дополнительных полюсов,
- компенсационной обмотки,
- главных полюсов /1/. Кроме этого необходимы
характеристики: скоростная V(I),
силы тяги F(I)
и нагрузочная
.
Поскольку двигатель
задан лишь величинами мощности
и номинального напряжения
,
то его параметры определяются на основе
метода подобия /2/, где за основу принимаются
параметры номинального режима.
Номинальный ток определяется из выражения:
А, (2.1)
где
- номинальная мощность двигателя (см.
задание), кВт;
- номинальное напряжение двигателя (см. задание), В;
- КПД двигателя в
номинальном режиме /3/.
Сила тяги на ободе колеса в номинальном режиме находится как
кН, (2.2)
где
- скорость электровоза в номинальном
режиме(см. задание), км\ч;
- КПД зубчатой
передачи /3/.
Суммарное сопротивление обмоток двигателя определяется из выражения
Ом, (2.3)
и распределяется по элементам цепи двигателя в соответствии с табл.2.1 /2/.
Таблица 2.1
Сопротивления отдельных элементов двигателя в долях от суммарного
Обмотка двигателя |
Сопротивление |
Якорь, |
0,4 |
Дополнительные полюса, |
0,1 |
Главные полюса, |
0,25 |
Компенсационная
обмотка,
|
0,25 |
Примечание:
для нормального возбуждения
=0,96.
Для построения нагрузочной характеристики
вычисляют для номинального режима
,
(2.4)
где
и
- см. задание;
- см. (2.1);
- см. (2.3).
В соответствии с методом аналогий /2/, характеристики двигателя рассчитываются на основе относительных, приведенных в табл.2.2 /4/.
Таблица 2.2
Расчетные значения относительных характеристик тягового двигателя, приведенных к ободу колеса, в долях от параметров номинального режима
Ток двигателя
|
Скорость движения
|
Сила тяги
|
Удельная ЭДС
|
||||||
Номинальное поле =0,96 |
Ослабленное поле
|
Нормальное поле =0,96 |
Ослабленное поле = |
||||||
0,70 |
0,52 |
0,43 |
0,70 |
0,52 |
0,43 |
||||
0,2 |
2,06 |
- |
- |
- |
0,06 |
- |
- |
- |
0,59 |
0,5 |
1,40 |
1,61 |
1,98 |
- |
0,37 |
0,31 |
0,25 |
0,20 |
0,76 |
0,8 |
1,10 |
1,24 |
1,40 |
1,65 |
0,75 |
0,66 |
0,58 |
0,51 |
0,91 |
1,0 |
1,0 |
1,10 |
1,25 |
1,40 |
1,00 |
0,91 |
0,82 |
0,74 |
1,0 |
1,3 |
0,92 |
1,00 |
1,10 |
1,20 |
1,41 |
1,30 |
1,19 |
1,10 |
1,07 |
1,6 |
0,85 |
0,93 |
1,101 |
1,08 |
1,81 |
1,68 |
1,57 |
1,45 |
1,14 |
1,9 |
0,80 |
0,88 |
0,95 |
1,02 |
2,21 |
2,07 |
1,94 |
1,80 |
1,18 |
=
При переходе от
относительных значений к абсолютным в
табл.2.2 в те ее колонки, где соотношение
равно 1,0, записать данные, полученные в
(2.1), (2.2) получаются как произведения
записанных первоначально данных на
соответствующие коэффициенты. Например,
если по формуле (2.1) получено
=1000
А, то в колонку 1, строка 1 запишем:
А=200А.
По данным табл.2.2 в абсолютных величинах
строятся зависимости:
и
для
нормального поля и трех ступеней
ослабленного поля, а также
.
Вид характеристики показан на рис.2.1.
Рис.2.1. Характеристики двигателя