Таблица 35

Основные технические данные тяговых электродвигателей

Продолжение иабл. 35

СП -:-

П р и м е ч ан н е. Электродвигатели МС-ЗЮ н С£,-752Евыпускают в США, ЕЕ-538 - в Англии, GEM-544 - во Франции.

Рис. 181. Схема зубчатой передачи тягового электродвигателя

тродвигателЯ ПОСТОЯННОГО тока и Щгпяу = - 250-f-300 рад/с для асинхронного тягового электродвигателя.

Полученное по уравнению (64) передаточное число уточняют, приняв целые числа зубьев зубчатых колес, и проверяют по наибольшему допустимому значению диаметра делительной окружности большого зубчатого колеса

D,==mz]<D„-2ib,-g),

где m - модуль зацепления, m = 10ч--т-13 мм; 2 - число зубьев большого зубчатого колеса; 63 - расстояние от головки рельса до кожуха передачи (рис. 181); 63 > 120 мм; g- - расстояние от низшей точки кожуха редуктора до делительной окружности, g = 15-19 мм.

В табл. 35 приведены основные технические данные тяговых электродвигателей постоянного тока тепловозов. При оценке совершенства конструкции электродвигателя используют показатель, характеризующий диапазон изменения угловой скорости якоря, т. е. условия работы электродвигателя на локомотиве

Ср = тдШгсс/РюоМгтах. (5)

Для тяговых электродвигателей магистральных тепловозов Ср = = 2,4-4-2,6 кг/кВт. Ориентировочно массу генератора и массу электродвигателя находят из выражений (62) и (65)

Шг = CinferProo/COoo; /Пд = СрР1ооЮ2тах/Ю2оо •

(66)

(67)

§ 49. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОКОМОТИВА С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННО-ПОСТОЯННОГО ТОКА

Тяговую и экономические характеристики тепловоза с электропередачей рассчитывают и строят по рабочим характеристикам тяговых электрических машин, которые могут быть получены путем полного электромагнитного и электромеханического расчета машин или на основании их универсальных характеристик. При предэскизном и эскизном проектировании локомотивов используют второй способ.

у электрических машин одного и того же назначения с одинаковой системой возбуждения и выполненных из одних и тех же магнитных и электрических материалов безразмерные характеристики близки. Универсальные характеристики (характеристики намагничивания, внешние характеристики генераторов, электромеханические характеристики электродвигателей) соответствуют

характеристикам подобных машин и представляют собой зависимости между величинами, отнесенными к их базовым значениям. Обычно в качестве базовых выбирают номинальные значения величин. Кроме того, из теории подобия известно, что электрические, магнитные, механические потери мощности в машине-модели должны составлять такую же долю от ее полной мощности, какую они составляют в машине-оригинале. Это условие не является определяющим, но из него следует, что для подобных машин зависимость tj/ti ( /оо) также близко совпадает. Справедливость этого положения подтверждают графики (рис. 182). Заштрихованная площадь - зона расположения графиков зависимости т1г/т1гоо (/г гоо), характеризующей тяговые генераторы тепловозов постоянного тока мощностью 700-2200 кВт. С незначительной погрешностью указанную зону можно заменить некоторой средней кривой /. Кривая 2 представляег собой ту же зависимость для синхронных тяговых генераторов тепловозов с учетом звена постоянного тока.

При изменении тока генератора от до Iy, мощность генератора (в кВт)

Р,-{/Л-10-». <68)

Разделив, равенство (68)на равенство (61) и учитывая, что

Реп = const и Рс = const, ПОЛуЧИМ Т1г/Т1гоо =(f/r/(/roo)-(/r roo)

Ur = (Т1г/Т1гоо)/7г>

(69) 317

где Vt = Uj-lUr и- /г = /г г<х, - относительные значения напряжения и тока генератора.

Используя выражение (69), строят безразмерную требуемую внешнюю характеристику генератора (кривая 3, рис. 182) в зоне ограничения по мощности первичного двигателя. Для подобных машин зависимости ЦтЫгсо (/г) идентичны, следовательно, идентичны и зависимости Uj. (/р). На этом основании требуемую безразмерную внешнюю характеристаку тяговых генераторов тепловозов в зоне ограничения по мощности первичного двигателя относят к универсальным характеристикам.

Напряжение на зажимах электродвигателя изменяется в соответствии с внешней характеристикой генератора. Кроме того, для расширения диапазона изменения силы тяги f„ и скорости движения V, в котором используется полная мощность дизеля, или для уменьшения массы генератора при заданном диапазоне изменения F„ и у осуществляют регулирование магнитного потока тяговых электродвигателей.

Универсальными характеристиками тягового электродвига-теляч тепловоза (рис. 183) принято считать зависимости М (/)

и ©2 (/) при постоянном коэффициенте возбуждения (а = const) и при регулировании напряжения на зажимах электродвигателя обратно пропорционально току нагрузки (в соответствии с требуемой внешней характеристикой генератора, кривая 3 на рис. 182).

Эти характеристики имеют вид

где М и Мое - текущее и длительное значения момента электродвигателя; соа и (йсВ - текущее и длительное значения угловой

скорости якоря электродвигателя;. / и /оо - текущее и длительное значения тока электродвигателя; /в - ток возбуждения электродвигателя.

В предварительных расчетах универсальные характеристики тяговых электрических машин используют для построения их действительных характеристик. Расчет требуемых характеристик тяговых электрических машин выполняют следующим образом.

Рис. 183. Универсальные характеристики тягового электродвигателя:

1-4 - угловая скорость прн коэффициенте возбуждения а, равном соответственно 0,25; 0,38; 0,60 и 1,0; 5 - скорость движения прн U /U = 1.0 и а = 1,0; 6-9 -

г/ гоо в

крутящий момент при а, равном соответственно 1,0;

0,6; 0,38 и 0,25

1..Выбирают схему соединения тяговых электродвигателей и наибольшее значение напряжения генератора Ujjnax- Практикой проектирования тяговых генераторов для подвижного состава установлено, что наивыгоднейшее i/rmax = 850-4-950 В получают при смешанном соединении тяговых электродвигателей, {/тах = = 6504-750 В при параллел>ном. В этих случаях масса передачи, приходящаяся на единицу мощности, наименьшая.

2. Выбирают наибольшую угловую скорость соашах якоря электродвигателя и по формуле (64) определяют передаточное число зубчатой пары, соединяющей вал электродвигателя с кЪле-сами локомотива.

3. Определяют коэффициент возбуждения тягового электродвигателя. По (УСЛОВИЯМ коммутации значение должно быть не менее 0,3-0,38. Если < 0,5, то необходимо выбирать промежуточную ступень регулирования.

4. Находят относительное значение максимальной скорости движения тепловоза и соответственно относительное значение максимальной угловой скорости якоря электродвигателя, при которой используется полная мощность дизеля:

(70)

где Umax - максимальная скорость движения, при которой используется полная мощность дизеля. Для магистральных тепловозов imax = iKi ДЯ маневровых Vmsx = (0,64-0,8) и.

5. По универсальной характеристике тягового электродвигателя (см. рис. 183) находят для известных значений и соатах относительные значения минимального тока электродвигателя и генератора при полном использовании мощности дизеля-

6. По универсальной характеристике главного генератора (см. рис. 182, кривая 3) для определенного значения /„щ находят относительную величину максимального напряжения генератора 77

- г шах •

7. Определяют значения напряжения и тока тяговых электрических машин в длительном режиме

гшах - гшах/гтах!

/roo=Prco-10Wroo. (72)

Пользуясь полученными f/r<x, и /га,, на основании безразмерной характеристики строят внешнюю характеристику главного генератора. Силу тока / и напряжение U тяговых электродвигателей находят по напряжению и току генератора в соответствии с принятой схемой их соединения.

8. Вычисляют момент Моо и угловую скорость cojoo электродвигателя в длительном режиме

«2 = W2„Uoo/Uh; (73)

ЛГ«, = Р1ооТ1оо/«2оо, • (74)