-
Ограничение тяговых режимов.
На тяговые характеристики наносят ограничения режимов работы тяговых электродвигателей по конструкционной скорости, силе тяги по сцеплению колес с рельсами и максимально допустимому току тяговых электродвигателей.
Для построения ограничения режимов работы тяговых электродвигателей по сцеплению колес с рельсами необходимо определить силу сцепления электровоза Fк сц согласно формуле (2.1):
, (2.1)
где Pо – осевая нагрузка проектируемого электровоза, тс;
ψк (v) – расчетный коэффициент сцепления колес с рельсами;
g – ускорение свободного падения, м/с2
Расчетный коэффициент сцепления определяется по эмпирическим формулам, приведенным в правилах тяговых расчетов . Расчет ψк (v) осуществляют на основании (2.2) для скоростей в интервале 0 … 60 км/ч:
(2.2)
Результаты расчетов приведены в таблице 2.1.
По полученным значениям Fк сц = f(v) строят зависимость V() и на этом же графике строят ограничение по сцеплению. Кривую ограничения по сцеплению переносят на электромеханическую характеристику. Точка пересечения этой кривой с кривой скорости на параллельном соединении vп(Iд) при полном возбуждении тяговых двигателей определит максимальное значение тока по сцеплению Iд max1. Для проектируемого электровоза максимальный ток по сцеплению оказался равен Iдmax1=525А
Таблица 2.1 - Значения ограничения силы тяги по сцеплению.
v, км/ч |
ψк |
Fк сц, кН |
0 |
0,34 |
613,7 |
5 |
0,30 |
535,2 |
10 |
0,29 |
514,4 |
20 |
0,27 |
492,2 |
30 |
0,26 |
475,8 |
40 |
0,26 |
461,2 |
50 |
0,25 |
447,4 |
60 |
0,24 |
433,9 |
По полученным значениям Fк сц = f(v) строят зависимость V() и на этом же графике строят ограничение по сцеплению. Кривую ограничения по сцеплению переносят на электромеханическую характеристику. Точка пересечения этой кривой с кривой скорости на параллельном соединении vп(Iд) при полном возбуждении тяговых двигателей определит максимальное значение тока по сцеплению Iд max1. Для проектируемого электровоза максимальный ток по сцеплению оказался равен Iдmax1=525А
При разгоне э.п.с. тяговые двигатели допускают увеличение тока до значения Iд max2, определяемого коэффициентом эксплуатационной перегрузки:
(2.3)
где - ток тягового двигателя в часовом режиме , А.
Кэп – коэффициент эксплуатационной перегрузки.
Для того, что бы понять, что такое ток часового режима и коэффициент эксплуатационной перегрузки, необходимо определить режимы работы тягового электродвигателя. В локомотивной тяге выделяют два основных режима – длительный и часовой. Длительный режим – это режим, в котором двигатель может работать неограниченно долгое время. Этому режиму соответствуют ток I∞ и сила тяги Fк∞. При таком токе нет опасности разрушения двигателя из-за перегрева. Часовой – это режим, при котором двигатель может работать не более часа. Если он работает дольше, то появляется опасность разрушения двигателя из-за перегрева, вызванного повышенным током. Таки образом, часовой ток – это такой максимальный ток, при котором электродвигатель может работать в течении часа без возможности разрушения.
Коэффициент эксплуатационной перегрузки показывает, во сколько раз максимальный ток может превысить часовой по условию надежности работы.
Из двух значений тока Iд max1 и Iд max2 выбирают наименьшее, которое используют как Imax в дальнейших расчетах.
Минимальным оказался ток ограничения по сцеплению. Таким образом, Imax = 525А