Курсовая работа (т): Електричні передачі локомотивів

По площі перетину із ряду стандартних розмірів вибираються розміри провідника котушки.

Середня довжина витка котушки додаткового полюса

,      (10.21)

де ≈30 мм - ширина котушки полюса;

L_д - довжина полюса, котру слід прийняти рівну довжині активної частини якоря (L_д=L_я).

Ширина осердя

b_дпm=(1,11,5)t_z1.         (10.22)

b_дпm=(1,1)*23,08=25,39

Повітряний зазор під полюсом δ_дп=(1,52,1)δ=2×4,93=0,00968м.

Опір обмотки за (9.19, 9.20), Ом

а) при 20^оС

б) при 100^оС (тобто у випадку перевищення температури +80^оС)

.

На рисунку 10.2 приведений ескіз полюсного вікна двигуна.

Рисунок 10.2 - Ескіз полюсного вікна тягового електродвигуна

11. Розрахунок та побудова характеристик тягового двигуна

Магнітна характеристика (характеристика холостого ходу)

Результати розрахунків магнітної характеристики зводиться в таблицю 12.1. При розрахунку приймається, що магнітний потік Ф_о визначено для тривалого режиму роботи машини. Тому для позначення величин магнітних потоків на часткових режимів вводиться позначення Ф_оч в частках від основного потоку тривалого режиму. За даними таблиці 12.1 для кожного значення потоку і намагнічуючих сил головних полюсів будується магнітна характеристика (характеристика холостого ходу) Ф_оч=f(i_зб) рисунок 12.1.

Таблиця 11.1 - Розрахунок магнітної характеристики тягового двигуна

Рисунок 12.1 - Магнітна характеристика

Характеристика к.к.д. тягового електродвигуна на ободі коліс

.        (12.1)

Побудова регулювальних характеристик передачі потужності

Регулювальні характеристики передачі потужності показують зміну значення струму і напруги тягового генератора від швидкості локомотива.

Результати розрахунків зводяться в таблицю 12.2.

Таблиця 12.2 - Результати розрахунків регулювальних характеристик

Значення магнітного потоку Ф визначаються у відповідності до даних таблиці 12.1 та за магнітною характеристикою, рисунок 12.1.

Рисунок 12.2 - Регулювальні характеристики електропередачі

Частота обертання валу тягового двигуна, об/хв

   (12.2)

Швидкість руху, що відповідає частоті обертання п валу ТЕД

, км/год        (12.3)

Обертовий момент на валу ТЕД визначається за формулою

, кН м.          (12.4)

Сила тяги тепловоза, кН

.         (12.5)

За даними таблиці 12.2 будується регулювальна характеристика.

За даними таблиці 12.2 необхідно побудувати електромеханічні (рисунок 12.3) та електротягові (рисунок 12.4) характеристики тягового електродвигуна. На основі електротягових характеристик ТЕД, враховуючи, що сила тяги локомотива являє собою сумарну силу тягу ТЕД, а потужність - добуток сили тяги на швидкість будується тягова характеристика (F_к=f(v)) і характеристика потужності (N_к=f(v)) тепловоза (рисунок 12.5).

Рисунок 12.3 - Регулювальні характеристики електропередачі

N_к=F_к^.v/3,6, кВт,         (12.6)

За формулою (3.5) розрахувати значення сили тяги тепловоза, значення  розрахувати для діапазону швидкості від 0 км/год до 40 км/год через кожні 10 км/год.

Рисунок 12.4 - Електромеханічні характеристики ТЕД

Рисунок 12.5 - Електротягові характеристики ТЕД

Таблиця 12.3 - Результати розрахунків характеристик потужності

Таблиця 12.3 - Результати розрахунків характеристик потужності

13. Гальмівні характеристики електричної передачі потужності тепловоза

При переведенні тягових електродвигунів у гальмівний режим вони вимикаються від тягового генератора, їх якірні обмотки під’єднуються до гальмівних резисторів, а обмотки збудження до регульованого джерела живлення.

Такий двигун у гальмівному режимі, так як і в тяговому режимі, має ряд обмежень, якими визначаються межі регулювання гальмівної сили, тому гальмівні характеристики поділяються на два види: граничні та регулювальні (часткові).

Граничні характеристики визначаються деякими максимально допустимими параметрами системи електричного гальмування, до яких відносяться:

) максимальний струм збудження тягового електродвигуна, допустимий за умовою нагрівання котушок головних полюсів;

) максимальний гальмівний струм, який обмежений нагріванням обмотки якоря двигуна та гальмівних резисторів;

) максимальна гальмівна сила за умовами зчеплення коліс з рейками;

) максимальне значення реактивної е.р.с. у секції обмотки якоря. Цей параметр, який є критерієм, може бути визначений як добуток струму якоря тягового електродвигуна на його частоту обертання, тобто І_я n_тд.

В курсовому проекті необхідно визначити граничні характеристики електричного гальма за першими трьома параметрами. Максимальний струм збудження та максимальний гальмівний струм (максимальний струм якоря) приймають рівними струму тривалого режиму тягового двигуна:

B_max=F_кр.  (13.1)

Рисунок 13.1 - Граничні характеристики електричного гальма

Максимальна гальмівна потужність може бути отримана за умови

V_min=к_г V_р,  (13.2)

V_min=1,6×20=33 км/ч

де к_г=1,41,6.

Звичайно значення V_min приймається дещо менше вказаної величини:

V_min=(0,80,9) к_г V_р.     (13.3)

V_min=0,9×1,6 20=30 км/ч

Тоді лінія ОА (рисунок 13.1) описується рівнянням

         (13.4)

Лінія АD, що має форму гіперболи, в усіх точках якої гальмова потужність (добуток гальмівної сили на швидкість) незмінна, описується рівнянням

.     (13.5)

Гальмівна потужність, кВт

. (13.6)

Потужність системи електричного гальма тепловоза на затискачах тягових електродвигунів

.          (13.7)

Напруга на гальмівному резисторі

.   (13.8)

Еквівалентний опір гальмівного резистора

.         (13.9)

Крива обмеження гальмівної сили за зчепленням коліс з рейками при електричному гальмуванні

,       (13.10)

де ψ_кг=0,094+4/(27,5 V).

За результатами розрахунків побудувати гальмівну характеристику передачі по аналогії з рисунком 13.1.

При розробці силової схеми електричного гальма тепловоза взяти за зразок електричну схему електричного гальма одного з тепловозів з електричним гальмом. У пояснювальній записці дати короткий опис роботи силової схеми електричного гальма.

Таблиця 13.1- Граничні характеристики електричного гальма

Список використаної літератури

1. Луков Н.М., Стрекопытов В.В., Рудая К.И. Передачи мощности тепловозов: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/Под ред. Н.М. Лукова. - М.: Транспорт, 1987. - 279 с.

. Колесник И.К. Электропередачи тепловозов на переменно-постоянном токе/И.К. Колесник, Т.Ф. Кузнецов, В.И. Липовка и др.- М.:ИКЦ "Академкнига", 2005. - 156 с.

. Гаккель Е.Я., Рудая К.И. Проектирование и расчет электрической передачи тепловоза. - М.:Транспорт, 1972. - 152 с.

. Проектирование тяговых электрических машин/Находкин М.Д., Василенко Г.В., Бочаров В.И., Козорезов М.А./Под ред.. М.Д. Находкина. - М.:Транспорт, 1981. - 624 с.