Согласование характеристик теплового двигателя и электрического тормоза, страница 3

Для построения обкаточно-тормозной характеристики, достаточно знать синхронную частоту вращения пс , мощность NЭН  и частоту вращения nЭД электрической машины в режиме электродвигателя. Эти данные можно взять из паспорта или выписать непосредственно с заводской таблички, закрепленной на корпусе машины. Подсчитывают   номинальный крутящий момент, Нм:

Площадь характеристики, ограниченная линиями 1-2-4-6 и 1-7-10-11, является областью нормальных режимов работы стенда. При таких режимах обеспечивается нормальный тепловой режим электрической машины продолжительное время. Например, можно проводить износные испытания тепловых двигателей, которые могут продолжаться несколько сотен часов.

Область характеристики, находящаяся за пределами указанной, является перегрузочной. При удалении от линий нормальных режимов продолжительность безостановочной работы стенда уменьшается. Максимальный крутящий момент (линии 3-5 и 8-9) можно использовать лишь кратковременно, в течение нескольких минут. Долго работать на частоте вращения, меньшей 0,4-и,. , не рекомендуется вследствие перегрева машины и неудовлетворительной устойчивости работы.

Площадь, ограниченная контуром 1-3-8 является нерабочей ("мертвая зона"). Здесь нельзя получить полный момент в двигательном и в генераторном режимах, так как вблизи синхронной частоты недостаточна величина скольжения магнитных полей статора и ротора.

III. Расчет и графики, выполненные в одном масштабе, внешних характеристик тормоза и теплового двигателя.

Внешней характеристикой тормоза называется зависимость поглощаемой тормозом мощности от частоты вращения вала ротора. Эта характеристика используется для анализа соответствия параметров тормоза и испытываемых двигателей и согласования режимов их работы.

Для построения внешней характеристики используют данные обкаточно-тормозной характеристики (правой ее части). На оси абсцисс наносят шкалу частоты вращения так, чтобы размер шкалы охватывал диапазон частот вращения валов тормоза и испытываемого двигателя.

Подсчитывают номинальную мощность тормоза при полностью опущенных пластинах реостата, кВт:


На оси ординат в масштабе отмечают точку, соответствующую этой мощности при частоте вращения п = 1,1·пс (точка 2). Соединяют точки 1 и 2 прямой линией и продолжают ее до точки 3, положение которой соответствует максимальной мощности генератора (при полностью опущенных пластинах реостата) Nг3 = 2·Nгн. Определяют мощность тормоза при максимальной частоте вращения, кВт:

- номинальную (точка 4) ;

- максимальную (точка 5)  .

Полученные точки соединяют прямыми линиями. Линия 2-4 на графике является границей между нормальным и перегрузочным режимами работы тормоза. Линия 3—5 ограничивает максимально возможную мощность электрической машины в режиме генератора.

На этом же графике поверх характеристики тормоза накладываем характеристику теплового двигателя ВАЗ-2106, которая строится по трем точкам. В качестве первой точки (точка а) берем по технической характеристике двигателя его номинальную мощность и соответствующую частоту вращения:

N=53.3 кВт; n=5600 об/мин

Вторая точка характеристики (точка b) соответствует режиму максимального крутящего момента двигателя. Подсчитаем для этого режима мощность двигателя:

Третью точку берем для минимальной частоты вращения двигателя (20-25 % от номинальной частоты или по характеристике двигателя). Величина мощности в этой точке составляет около 25-30 % от номинальной мощности (точка с):

N=15.99 кВт; n=1400 об/мин

Три полученные точки соединяем плавной кривой.

             Рис. 3. Внешняя характеристика тормоза и двигателя ВАЗ-2106

IV. Анализ соответствия характеристик теплового двигателя и тормоза по мощности и частоте вращения валов. Предложения по выбору режимов испытаний.

После построения приближенной внешней скоростной характеристики мощности двигателя ВАЗ-2106 сравним её с характеристикой тормоза.

Прежде всего, сравниваем развиваемую номинальную мощность двигателя  с поглощаемой мощностью тормоза. Характеристика испытуемого двигателя располагается между линией нормальной мощности тормоза (линия 2-4) и линией, ограничивающей максимальную мощность (линия 3-5), следовательно, время непрерывной работы тормоза под нагрузкой должно быть ограничено.

Так как диапазон частоты вращения коленчатого вала двигателя значительно шире диапазона рабочей частоты тормоза, то для измерения мощности двигателя во всем диапазоне частот требуется установить редуктор в передаче от двигателя к тормозу. Для участка характеристики двигателя с частотой вращения меньше рабочей частоты вращения тормоза необходимо установить повышающий редуктор.