5. Определение параметров внешней характеристики тягового генератора

тепловоза Ur=f(Ir)

Взаимосвязь токов и напряжений ТЭД и ТГ в данной курсовой работе можно считать следующей:

U_r=U_M- (6)

1_Г =т-1_Д9 (7)

где m - количество тяговых двигателей на тепловозе, равное числу его движущих осей п_ос.

т = п =6

ос

5.1 Расчет мощности ТГ в продолжительном (номинальном) режиме

(8)

где Urn ⁼ 500 В, и I_гн = 6 - 913 = 5478 А - напряжение и ток ТГ на номинальном режиме соответственно;

Р_гн = 500 • 5478 = 2739000 , Вт. 5.2 Определение максимального напряжения ТГ

^Гтах =U_rH-k_r,B (9)

где к_г - коэффициент регулирования напряжения ТГ. Значение к_г выбираем из диапазона 1,4-1,8 так, чтобы величина напряжения: U_rmax не превышала 800 В. Принимаем к_г=1,4, тогда

U_rm =500-1,4 = 700,6; Определение минимального тока ТГ

/""/■/

(10)

Гтаях.

2739000 ,,._Л /_г • = = 3600 А

^Гтт 700 '

5.3 Определение максимальной силы тока ТГ

/_Ггаах=(1,25 ₊ 1,45)-/_гя,А; (И)

/_гтах= 1,3-5478 = 7121,4, А; и соответствующего ей минимального напряжения ТГ

j

Г max

2739000

^u =jⁿⁱ-,B; (12)

5.4 Расчет гиперболического участка внешней характеристики ТГ.

Для этого выбираем 5-7 значений тока ТГ в диапазоне 1_Гггф, < 1_Г< 1_Ггтк и определяем соответствующие им величины напряжения ТГ как Ur=Ppf/Ir, В. Результаты заносим в две верхние строки таблицы 4, которые содержат точки гиперболического участка внешней характеристики ТГ.

В крайние колонки таблицы необходимо внести координаты точек, которые

ОГраНИЧИВаЮТ ГИПербоЛИЧеСКИЙ учаСТОК, ТО еСТЬ (Irmim Urmw) И (Ir_max, Urmin)-

5.5 Построение координатной сетки с осями I, U и нанесение на ней точек с координатами (I_rmin> Upm»), (hn, U_FH) и (1_Гтах, U_rmin)-

Через точку с координатами (Irmim Urmax) проводим горизонтальную линию, соответствующую ограничению по напряжению ТГ.

Через точку с координатами (1г_тах, и_Гтт) проводим вертикальную линию, соответствующую ограничению по току ТГ.

Гиперболический участок внешней характеристики строим по данным верхней части таблицы 4. Полученная кривая проходит через точку продолжительного режима работы ТГ с координатами (1_ГН, U_ra) (см. рисунок 3 приложения).

6. Расчет и построение электромеханических характеристик тягового

двигателя Пд= Г(1д) и М_д= f (1д)

Построенные внешняя характеристика ТГ Ur=fi[Ir) ^и кривые намагничивания ТЭД д) позволяют рассчитать электромеханические характеристики ТЭД тепловоза.

^1 i ■

■(--■■ ;

" I.

—и-

:_^: ■■;.:

1

--.- ...

,Г -;- -

--4 ^: ■

■.._;- . .. .

:. : : :. ! i: : ,

■ 1

Ч-Г

:" —4

.

i i ' '■

: .-■ \z :гт7."- !:

^-^ -,-

■ - _... _

—-

fj—

-

Г!

"_ " . : i

^-^^щ -

■ :: : : ■

"" ;:];

! j

:.'.■

■ j :

I

- -г:.. ТУ : ... j-f.. _ . _

! -i i 1 ""- -!'■'■

I - :- —и—-J-

i. -i— ." i

pi-

. .-■. i:

- ^:;j.

. 1^

. ■- ■■

_■_;.(■ :

. : i.

.; '^ Л^^7"""-

t""'

. .. . . i.L~

.;: j

■^: "^:i: ' i Л

■■^ "

—-^LJ—

."

^:

... _. _

■ ;

i 1: . . ._

■v ^: ■^:4^:-|^:

1 ; ■

/

--

■ -LJi:

" 'l

.■■f ■ '^^^

! ^J^j :

... .I :

.. ._

J

- : ;

:..!.- ■ i j

^1 1

-

/

■} !

■ : ■ - - ^7"чг" г

I

■i ■

■ " ■ :.

!!

." " "

■ - : * .

| :■ ; :■■-.■_■'._

:h! :.

1 ■ '

- -~\\\

i

l/

:; I r-"-."-:-^. |7 ■ ]JJ[]

■i!

^:: ■ ;" . .:. :

|j:

! ■:

■:

■ ' -f-■"■"■-

! ■ "!

■!::

'■:-'■

У -

-J-^:

-■ ■ . -:|!

/ ■■"

i:: ..- -"" ^: ^;--r-|:--^:

■■■■;■■ :?S|--:-

: .-_!.ф-

'■

■ ■ i

.: i .:■ : ;■

"^ .

: ; ;

J.": ^:

;]

■T~ ■ ^: -::".-^l: :■■:--

sa^:- ■-.-...

:■ . .j..

:

/

i\

.I^1:" "

-i \ ■■■■■;

.:.-.; ^: ■■ :■■■

■ —. _

! ; ■ :

. : .. .

■"■■■■ -"^:-- -^:-til[

—ьрч *

■i : '■

^i; !7

.

!:

■ .:--:--:■-

■ : гГ^

'4

■:i ■

| ^;

!!

■ :;:::^ . ^l .

X : j:

-- -.:

4

Т.- -.;^.

■■■.:■:■-:

he

-■-};■; -

■: i: j

^1: !

1 .:

:!:__ . ..

: ._::;■:

. !"

t ' ■; .

i ■ '

""■""^7" -^:.-..' .. ■''.--:

■ ^<а

^ ■"■■ :

: -.К., _

: ■'

i ". :

У-. ]-- ■:-■: :.

: ■ i ■■ .

. j .""■; "-. ■■ l ..

Г "^: ^:-^;

-jl.

! '■'■■ ■

1 ■:' ..

— tt4—:t^- -

i i -

j ■

[ i. ... ■

4-

i:

Г—tTTTT—^77— -H r-^—-b-;

■ i ■ -^Чт Н— 1: 1 ■■■■■^-1

^: --ij

^1

■

' ■

——■ rj-i

I ■■ ; - . .

-4"- : ^—|^"

. LL

—

'^~Щ -

J j..

~ ■ ■[ i: —

■

;;

"^:"br~

... ..

.!■

j

:!

I ! '

^: -Z-.

|- -" :■■■

^:

I :

' . . ■ :

:r^:- - - i

; ■

: - ;::

■ ■; —:..;__ ■

j

■j. :. ■

f i

!:т: :-._ „-

! ,

i ;

.; ; r: :. . .; ■

■ .!i

■ ■.■:!.:..

.

i

i .;.

i :'

iv ^:

:... '. Щ . ;

.. ^:

.

| ;.

"I ^!

" 1""""

■■V ■ "■ ■■ ■

:

] .

i ..

!!^: .:■: !■

;■

i! ^;: "

J-

i i ■

! . ■

i

; ■■ . ':'■■

■ i^: ■'

j

■..I - .i

\' "

: I. ..

;■■! :: .. ■ -■■■; ■

. !: :-. .

^: " :'

■

f ■

;! ■ . <ji " . :^: -

' f*nd ^: "

; ; ч

ТТ..

_i :"" ^:i -^:-

i j: j ; ■

■\- ;■ ■

;

■

;!! "" ""^:" ^--^: ; ^:

; ■ .r.-" """"":

: ■ .i .

i ■

■;. 1 ■.. . !

1

.,

i

;

\ A

i

: 1 4^: - - ■

.:

: ;.

"t " ^:!

^:" .'. .; , ■"

- \ ^: ^

N -

' ;'

j j

- (Nj j ■ ' '

—|——ч^-г—h

S :.

'if ':^T

~~,— ^il\j- —

—-J [.1. L . .

н-

i

г—г- —

_L_

-ц-^1- .:■ j ■ j ■

:. I

. ! i

il .

; :: "■ i:|

Электромагнитный момент на валу двигателя (вращающий момент без учета механических потерь в двигателе) определяется

М_э-С_мФд1д, Нм, (13)

где Фд - магнитный поток возбуждения двигателя, Вб;

Электромеханические характеристики отражают изменение механических параметров п_д и М_д на валу двигателя в зависимости от силы тока 1д. Моментная характеристика ТЭД МдН(1д) рассчитываем с использованием формулы (13) по соотношению

^Мд =С_м-Ф_д-1_д-?]_МуНм, (14)

где Мд - вращающий момент на валу ТЭД;

г}м - механический к.п.д., двигателя, равный 0,96-0,98. Принимаем г\_м^ 0,97. Зависимость между напряжением Цд, приложенным к двигателю, и силой тока 1_Д определяется законами Ома и Кирхгофа:

и_д=Е_д+1_дКд,В, (15)

где Е_д - ЭДС, индуцируемая в якорной обмотке, В;

1дЯд - падение напряжения в электродвигателе при прохождении по нему тока (составляет примерно 0,04 Цд), В;

Яд - суммарное сопротивление якорной цепи двигателя, Ом ЭДС электрического двигателя со сложной якорной обмоткой имеют вид:

Ед-С_еФ_дп_д,В; (16)

где Пд - частота вращения вала якоря, об/мин;

Скоростная характеристика пд=Щд) определяется из уравнений (15) и (16), характеризующих состояние электрической цепи ТЭД.

^(Г/*-^/*-*«> (17)

^СЕ'^ФД

или, принимая Ц^д- 0,04 и_д, формула будет иметь вид

_ 0,96 • и_д ^пд ⁼ ~г~7ф > об/мин;

По данным таблицы 4 выполняем построение искомых графиков скоростной п и моментной Мд=й1д) характеристик ТЭД для различных режимов возбуждения (см рисунок 4 приложения).

10

Таблица 4.

Электромеханические характеристики тягового двигателя тепловоза (работа при постоянной мощности Рд= Р™)

Гиперболический участок внешней характеристики ТГ
1г,А		3600	4606,2	5109,3	6115,5	6618,6	7121,4
иг,в		700	547,1	493,2	412Л	380,8	353,9
1д=1г/т, А		600	767,7	851,6	1019,3	1103,1	1186,9
ГШ а =1,00	Фп,Вб	0,032	0,049	0,058	0,063	0,064	0,067
	Мл,Нм	1922	3766	4944	6428	7067	7961
	пя, об/мин	1944	992	756	581	529	469
^от, а-0,6	ФтВб	0,02	0,036	0,044	0,052	0,058	0,0615
	Мд,Нм	1201	2767	3751	5306	6405	7307
	пл, об/мин	3111	1351	996	704	584	512
0П2 а-0,4	Фл,Вб	0,013	0,025	0,036	0,041	0,047	0,052
	Мп,Нм	781	1921	3069	4183	5190	6178
	Пд, об/мин	4786	1945	1218	893	720	605