Тягової характеристикою називають залежність сили тяги електровоза FК від швидкості його руху V: FК (V). Швидкість електровоза V, км / год регулюють різними способами: зміною напруги на тягових двигунах UД. У східчасто або плавно, зміною величини пускових резисторів RП, Ом і зміною магнітного потоку збудження Ф, Вб; це видно з виразу для визначення швидкості руху електровоза
де I - струм двигуна, А; rд - активний опір всіх обмоток ТЕД, Ом; Сv - постійна величина для конкретного двигуна.
Щоб побудувати характеристику FК (V), необхідно мати криву намагнічування стали тягового електродвигуна СV Ф (ІВ) і електротягові FКД (I) і V (I) - характеристики при номінальній напрузі ТЕД. Залежно СV Ф (ІВ); FКД (I) і V (I) у відносних одиницях представлені в таблиці 6.
Таблиця 6 - Характеристики тягового двигуна постійного струму
у відносних одиницях
Струм двигуна I / IH
У таблиці 9 рядок сила тяги електровоза заповнюють, використовуючи дані таблиці 7, помноживши ці значення на число осей електровозів m = 8. Напруга. і розрахувати в залежності від числа ТЕД електровоза, з'єднаних серієсний (С "), Серіес-паралельно (СП) і паралельно (П) (див. таблицю 2). Швидкість руху розраховують за виразом (1)
де - напруга на ТЕД при відповідному їх з'єднанні (. і), В.
Значення I, Cv Ф використовують з таблиці 7 для кожного значення. і.
Для побудови залежності FК (V) для електровоза однофазно-постійного струму використовуємо таблицю 10. У таблиці 10 рядок «сила тяги електровоза» заповнюють за даними таблиці 8, в якій рядок «сила тяги» множать на число двигунів m = 8. Значення FК в таблиці 7 і 8 однакові, так як сила тяги не залежить від напруги на ТЕД (див. вираз (3)). Значення напруг Uд1 - Uд33 для таблиці 10 розраховані в таблиці 3. Значення швидкості розрахувати по (1), використовуючи значення I, Сv Ф з таблиці 8.
Таблиця 10 - Розрахункові точки тягових характеристик електровоза
однофазно-постійного струму зі ступінчастим регулюванням напруги
на тягових двигунах
Сила тяги електровоза FК. кН
У таблиці 11 рядок «сила тяги електровоза» заповнюється так само, як і в таблиці 10. Напруга холостого ходу тягового трансформатора на кожній з чотирьох зон у всіх варіантів однаково (див. Таблицю 11), так як однаково Uдн = 1000 В для всіх варіантів . Швидкість руху електровоза V1, V2, V3 і V4 розраховуємо за виразом (1), використовуючи значення I, Сv Ф з таблиці 8. Величина rд така ж, як і опір обмоток ТЕД (rд) електровоза зі ступінчастим регулюванням напруги.
3. Структурна електрична схема
і тягові характеристики електровоза ЕП10
До кінця 70-х років ХХ століття був практично вичерпаний резерв підвищення потужності колекторних тягових двигунів магістральних електровозів постійного і однофазно-постійного струму | 6 |. Технічне обслуговування цих двигунів обходиться дорого і вимагає великих затрат ручної, що не піддається автоматизації праці для обслуговування щітково-колекторного вузла. Опорно-осьовий підвішування ТЕД не дозволяла реалізувати значні швидкості. Застосування плавного регулювання напруги на колекторних ТЕД, удосконалення систем захисту від боксування, незалежне збудження двигунів підвищило тягові властивості електровозів, але не дало можливості кардинально задовольнити потреби експлуатації.
2U1-2V1, 2U4-2V4 вторинний обмотки тягового трансформатора; ХА1 - струмоприймач; QF1 - головний вимикач; QS31 - роз'єднувач; QP11 - перемикач полуобмоток двигунів М1 і М2.
Регулює режим роботи асинхронних двигунів М1 і М2 здійснюється зміною частоти і величини напруги живлення. Для цього використовуються статичні перетворювачі частоти АО71 і фаз А21, А22, А23 (рисунок 4). Форма кривої напруги на обмотках статора М1 і М2 несинусоїдальний. Несинусоїдальність напруги живлення, тобто наявність вищих гармонійних складових, викликає додаткові втрати в сталі магнитопроводов і в міді обмоток статора і ротора, через що знижується ККД на 2 ... 3% і cos # 966; - на 5% | 6 |.
Асинхронні тягові двигуни (АТД) на електровозі ЕП10 мають плавне регулювання напруги від V = 0 км / год до максимальної швидкості, тому правильно обрана частота напруги живлення істотно впливає на техніко-економічні характеристики двигуна і електровоза. Відомо, що частота обертання ротора АТД практично пропорційна частоті струму статора | 6 |.
де - частота струму статора; Р - число пар полюсів.
В результаті теоретичних і практичних розробок виявлено, що оптимальними характеристиками володіють шестіполюсние АТД (2р = 6). В цьому випадку частота напруги живлення тягового двигуна в номінальному режимі лежить в межах 45 ... 65 Гц. Основні технічні характеристики двигуна НТА-1200 наведені на малюнку 5, з якого видно, що годинна потужність АТД 1200 кВт, їй відповідає крутний момент М = 8,853к. частота струму статора f1 = 65,4 Гц, напруга лінійне статора Uл = 2183 В, фазний струм статора Iф1 = 385 А. Якщо врахувати, що розрахункова годинна потужність тягового двигуна Fч = 52,917 кН, то годинна потужність 6-осного електровоза ЕП10 буде Fк = 317,5 кН, що буде відповідати, згідно з малюнком 6. годинний швидкості 80 км / ч.
У пояснювальній записці порівняти тягові характеристики електровозів постійного, однофазно-постійного і електровозів ЕП10. Для чого для швидкості 0,40. Vч = Vн = Vр. 50 і 10 км / год за відповідними тяговим характеристикам визначити силу тяги і занести ці дані в таблицю 12.
Малюнок 4 - Структурна електрична схема живлення тягових
двигунів М1 і М2 одного візка електровоза ЕП10
Малюнок 5 - Робочі характеристики двигуна НТА-1200 електровоза ЕП10
Малюнок 6 - робочі характеристики електровоза ЕП-10
Таблиця 12 - Порівняння сили тяги електровозів
4. Розташування обладнання на електровозі
У завданні (таблиця 1) студентам запропонована одна з серії електровоза. У пояснювальній записці слід вказати серію електровоза, осності, рід струму, що розвивається їм потужність і силу тяги в годинному режимі, швидкість, зчіпний вагу, передавальне відношення, коефіцієнт корисної дії. Ці дані можна вибрати з інструкційних книг, довідника і журналів «Локомотив». рекомендованих в списку використаних джерел (джерела вказані в таблиці 1 поряд з серією електровоза).
На наступних сторінках даного розділу привести ескізи двох проекцій кузова електровоза із зазначенням на них описуваного обладнання. Перелік описуваного устаткування наведено в підрозділі 1.1 вихідних даних.
Устаткування на ескізах не слід викреслювати докладно, досить обладнання зобразити характерними обрисами. Наприклад, зображення струмоприймача: прямокутник (це рама), пересічений двома паралельними лініями, які зображують полоз.
2. Ротанов, Н.А. [та ін.]. Проектування систем управління рухомим складом електричних залізниць / Н.А. Ротанов [и др.]. - М. Транспорт, 1964. - 352 с.
3. Правила тягових розрахунків для поїзної роботи. - М. Транспорт, 1985. - 385 с.
4. Некрасов, О.А. [та ін.]. Режими роботи магістральних електровозів /О.А. Некрасов [и др.]; Під ред. О.А. Некрасова. - М. Транспорт, 1983. - 231с.
5. Тіхменев, Б.Н. Рухомий склад електрифікованих залізниць / Б.М. Тіхменев, Л.М. Трахтман - М. Транспорт, 1980. - 456 с.