Методические указания к практическим и самостоятельным занятиям, контрольным заданиям, курсовой работе и лабораторным (стр. 8 из 9)

Так как энергия равна интегралу мощности по времени, то площади, ограниченные линиями мощностей, представляют собой соответствующие затраты энергии. Следовательно, полезная работа двигателя за все время пуска изображается площадью треугольника оаb, потеря энергии в двигателе - площадью ocda, потери в пусковом реостате - площадью ced и, наконец, вся энергия, взятая из сети, - площадью прямоугольника oedb. Так как треугольник оаb равен треугольнику сеd, то в условиях, для которых построены диаграммы, общие потери энергии в пусковом реостате равны полезной работе, совершенной двигателем за все время пуска. Как видно из рис.3, эта энергия несколько меньше половины энергии, потребленной в течение этого же времени из сети.

Среднее значение КПД за период пуска можно рассчитать по выражению:

,

Задача 8. Рассчитать и построить реостатные характеристики двигателя V_R(I) для первых трех ступеней сопротивления пускового реостата R1, R2, R3. [1], гл. 7; [4], §5.2, 6.1; [5], §5.3.

Методические указания

Реостатные характеристики рассчитывают по формуле:

,

где U_д- номинальное напряжение на двигателе, В;

V_д - скорость, соответствующая заданному значению тока якоря двигателя I и напряжению U_д при полном возбуждении (см.табл.4), км/ч;

R_i - сопротивление i-ой ступени пускового реостата, Ом;

r – сопротивление двигателя при 115 °С, Ом.

Результаты расчета представляют в виде табл.5.

Таблица 5 – Данные расчета реостатных характеристик

I	Vд км/ч	VR , км/ч
А	км/час	R1=…Ом	R2=…Ом	R3=…Ом
100
150
200
250
300
350
400

По данным табл.5 строят реостатные характеристики двигателя V_R(I) в общих осях координат с пусковой диаграммой (см.рис. 1).

Задача 9. Рассчитать и построить характеристики скорости V(I), электромагнитной силы В_кэм(I), V(В_кэм) при реостатном торможении двигателя.

[1], гл. 9; [4], §6.3; [5], §6.4.

Методические указания

Схема соединения и примерный вид характеристик двигателя при реостатном торможении показаны на рис.4

Рис.4-Схема соединения (а) и характеристики реостатного торможения (б) двигателя последовательного возбуждения при регулируемых сопротивлениях

Тормозные характеристики двигателя последовательного возбуждения при реостатном торможении строятся на основании следующих выражений:

, км/ч;

, Н;

,км/ч,

где V_д - скорость тягового режима, соответствующая напряжению U_д=U_ном и току I, для которого определяется скорость и тормозная сила при реостатном торможении (см.табл.4), км/ч;

- максимальная скорость, соответствующая допустимому напряжению на коллекторе двигателя U_доп=2 U_д .

На тормозные характеристики наносятся ограничения:

а) по максимальной скорости V_max=V_констр.=65-70км/ час;

б) по максимальной скорости, соответствующей допустимому напряжению на коллекторе двигателя,

(I);

в) по максимальному току двигателя или максимальному тормозному усилию, соответствующему этому току,

;

где I_т - среднее значение тормозного тока, которое принимают равным среднему пусковому току I_п (см.задачу 4);

V_д - скорость двигателя, соответствующая напряжению U_д и току I=I_т (см.табл.4).

Расчет тормозных характеристик следует выполнять для трех значений тормозного сопротивления:

R1=R_min=0, R2=U_доп/I_т R3=2 U_доп/I_т .

Значения тока и скорости V_д следует брать в соответствии с табл.4. Результаты вычислений следует представить в виде табл.6.

Таблица 6 – Данные расчета характеристик реостатного торможения

I А	Vд км/ч	км/ч	R1=0		R2=……….. Ом		R3=………Ом
			V, км/ч	Вкэм, Н	V, км/ч	Вкэм, Н	V, км/ч	Вкэм, Н
100
150
200
250
300
350
400
450

Рис.5 - Ступенчатая диаграмма реостатного торможения двигателя последовательного возбуждения

Задача 10. Рассчитать и построить ступенчатую диаграмму реостатного торможения двигателя, определить сопротивления первых трех ступеней тормозного реостата. Значения максимального тормозного тока принять равным I_т.mах=I_п.mах=1,2 I_ч; наибольшего допустимого напряжения на коллекторе двигателя U_доп=2 U_д =2U_ном.

[1], гл. 9; [4], §6.3; [5], §6.4.

Методические указания

Порядок построения ступенчатой диаграммы реостатного торможения двигателя показан на рис.5.

Диаграмму реостатного торможения построить в выбранных масштабах скорости m_V, мм/( км/ч); тока m_i , мм/А; сопротивления m_R, мм/Ом.

Построение выполняют в следующем порядке. На диаграмме справа проводят вертикальные прямые, соответствующие значениям тока

I_{т mах}=I_{п mах} и I_{т min}=I_{п min} .

Рассчитывают скорость начала торможения по формуле:

, км/ч,

где I_т=I_п - среднее значение тормозного тока, А.

Определяют начальные значения сопротивления тормозного реостата при V=V_т по формулам:

, Ом;

,Ом,

где V_д - скорость двигателя соответственно при значениях тока I_{т mах} и I_{т min} (см.табл.4).

На диаграмме слева проводят прямые аб и ав зависимости R(V), соответствующие токам I_{т min} и I_{т mах}. Координаты точек следующие: а(-r;0), б(R_оmах;V_т), в(R_оmin;V_т).

Построение ломаной линии 1, 2, 3,... внутри прямых аб и ав, изображающей ступенчатый характер изменения сопротивления тормозного реостата, проводят следующим образом. Из точки В проводят вертикальную линию до пересечения с прямой аб в точке 1, из точки 1 проводят горизонтальную линию до пересечения с прямой ав в точке 2, далее из точки 2 - следующую вертикальную линию и т.д., как показано на рис.5. Отрезки между ломаной линией и осью ординат соответствуют в масштабе m_R величинам сопротивлений ступеней тормозного реостата, а отрезки 1-2, 3-4 и т.д. - частям (секциям) тормозного реостата, которые нужно выводить (отключать) для обеспечения колебания тока от I_{т min} до I_{т max}.

Для построения диаграммы изменения тормозного тока в функции скорости через точки 1-2, 3-4 и т.д. проводят горизонтальные линии до пересечения с вертикальными прямыми токов I_{т mах} и I_{т min} (в правой части рис.5). Соединяя полученные точки 1`, 2`, 3`,... линиями, получают диаграмму тормозного тока. Линии в` -1`, 2`-3` и т.д. представляют собой отрезки реостатных характеристик при тормозных сопротивлениях соответственно R1=R_omin, R2 и т.д.

Методические указания

к проведению лабораторных работ в филиалах кафедры

Лабораторные работы в филиалах кафедры проводятся в

трамвайных или троллейбусных депо

Лабораторная работа 1

Определение основного сопротивления при движении подвижного состава без тока (в режиме выбега)

Лабораторная работа 2

Определение основного сопротивления при движении подвижного состава под током (в режиме тяги)

Лабораторная работа № 1

Определение основного сопротивления при движении подвижного состава без тока (в режиме выбега)

Сущность работы

Основное сопротивление движению представляет собой сопротивление движению на прямолинейном и горизонтальном открытом участке пути при любой скорости движения. Эта составляющая сопротивления движению обусловлена внутренним трением в подвижном составе, сопротивлением, возникающим при взаимодействии подвижного состава и пути, а также сопротивлением воздушной среды при отсутствии ветра.

Для электроподвижного состава условно различают сопротивление движению в режиме тяги или электрического торможения, когда тяговые машины работают двигателями или генераторами (движение под током), и в режиме выбега и механического торможения (движение без тока). Разница в значениях сопротивления движению вызвана только тем, что при движении под током механические потери энергии в тяговых двигателях и механической передаче, учитываемые в характеристике двигателя, покрывается энергией, потребляемой из контактной сети; при движении на выбеге эти же потери, покрываемые кинетической энергией подвижного состава, учитывают увеличением сопротивления движению.