Расчет электрической передачи мощности тепловоза (стр. 5 из 6)

Рисунок 5 – Электромеханические (

, , ) и электротяговые ( , , ) характеристики ТЭД в проектируемой ЭПМ

4 Определение параметров и характеристик электрического тормоза проектируемого тепловоза

На тепловозах наибольшее распространение получили схемы реостатного торможения, в которых якорные обмотки ТЭД присоединяются к тормозным резисторам, а обмотки возбуждения (соединенные в последовательную цепь) получают независимое питание от ВУ. Это обеспечивает гибкость управления скоростью движения при плавном регулировании тормозной силы в широком диапазоне.

Сопротивление тормозного резистора (Ом) определяется по формуле

где

– максимальные напряжение и ток ТЭД, в тормозном режиме, (в курсовой работе рекомендуется принять их равными номинальным значениям напряжения и тока ТЭД в тяговом режиме).

Расчет предельных тормозных характеристик тепловоза рекомендуется производить в следующей последовательности:

1) Определяется максимальная ЭДС ТЭД, работающего в тормозном режиме (в режиме генератора),

где

– сопротивления цепи тормозного тока (при температуре ), Ом;

– соответственно сопротивления обмоток якоря и дополнительных полюсов ТЭД, Ом;

= 0,63 + 0,0164 + 0,01038 = 0,654 Ом

= 687,6 ∙ 0,654 = 449,6 В

2) Строится предельная зависимость тормозной силы тепловоза от скорости

при постоянном значении максимального тока возбуждения генерирующего ТЭД. Для ее построения достаточно определить одну точку, так как в этих условиях – линейная функция, проходящая через начало координат. Приняв , по нагрузочным характеристикам определяется величина . Затем определяется необходимая частота вращения якоря генерирующего ТЭД (при котором может быть достигнута ) :

и необходимая скорость движения тепловоза V_H.

Тормозная сила тепловоза (Н) при этих условиях

Таким образом, на тормозной характеристике имеем точку (А) с координатами

. Проведя прямую через начало координат и точку (А), получаем ограничение тормозной силы тепловоза по максимальному току возбуждения генерирующего ТЭД (прямая 1 на рисунке 6);

3) Строится предельная тормозная характеристика по максимальному току якоря генерирующего ТЭД. Для ее построения необходимо: задаться несколькими значениями скорости в диапазоне от

до , подставить их в уравнение, вычислить значение тормозной силы тепловоза при (вид этого ограничения представлен на рисунке 6 кривой 2);

Таблица 5 – Расчет предельной тормозной характеристики по максимальному току якоря генерирующего ТЭД

VН, км/ч	35,14	45	65	85	100	110
ВН, Н	256325,8	200162	138573,7	105968,1	90072,88	81884,44

4) Ограничение тормозной силы тепловоза по коммутации в зоне высоких скоростей в курсовой работе может быть определено из условия:

где

– критерий удовлетворенности коммутации , ,

=18

Задаваясь значениями скорости в диапазоне от

до , вычисляем соответствующие им максимально допустимые по условиям коммутации значения . Эти значения токов (с соответствующими им значениями скорости) подставляются в уравнение, после чего определяются значения ограничения тормозной силы тепловоза по коммутации (вид этого ограничения на рисунке 6 представлен кривой 3).

Таблица 6 – Расчет ограничения тормозной силы тепловоза по коммутации

NКТ, Н	2132,26	2092,51	2009,94
V, км/ч	96,99	57,18	32,41
	395,72	658,71	1116,29
ВН, Н	30758,62	144567,27	732481,13

5) Для построения ограничения тормозной характеристики тепловоза по условию сцепления колес с рельсами используется формула

где

– коэффициент сцепления колеса с рельсом при реостатном торможении.

Вид этого ограничения на рисунке представлен кривой 4.

Таблица 7 – Расчет ограничения тормозной характеристики тепловоза по условию сцепления колес с рельсами

V, км/ч	25	30	35	35,14	40	45
ψ	0,223185	0,215966	0,209875	0,209718	0,204667	0,200162
ВН, Н	361696,6	349997,3	340125,9	339871,7	331685,3	324385,2

Построим также зависимость мощности ВУ (отдаваемой в цепь возбуждения генерирующих ТЭД) от скорости движения тепловоза. Для ее построения определяется мощность ВУ в (кВт) по формуле

где

– величина сопротивления балластного резистора;

обычно,

=0,3 Ом;

– сопротивление обмотки возбуждения ТЭД, приведенное к ,Ом.

Задавшись рядом значений скорости от

до , определяем соответствующие им значения чисел якоря генерирующего ТЭД и . Затем по нагрузочным характеристикам при токе равном по значениям определяются необходимые величины тока возбуждения генерирующих ТЭД – .