Расчёт параметров тепловоза и электрической передачи. Определение расчётных силы тяги и скорости. Постоянная схема соединения ТЭД без ослабления поля

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Полученное значение коэффициента тяги на расчётном подъёме входит в заданные пределы для маневровых тепловозов.

1.2  Выбор типа электрической передачи

Предельная мощность тепловозного генератора постоянного тока определяется из условий удовлетворительной коммутации критерием Касьянова, который определяется выражением:

Nдг×nдг £ 2×106 кВт/мин,                                               (9)

где nдг – частота вращения коленчатого вала дизеля, об/мин.

Таким образом,

748×1000 = 0,748×106 кВт/мин.

Так как полученное значение 0,748×106 < 2×106, то из всех видов электрических передач для проектируемого тепловоза выбираем передачу постоянного тока.

Определим длительную мощность генератора Pг дл. Так как 

Nдг= Pгр,                                                        (10)

где Pгр – расчётная мощность генератора, кВт.

Pгр= Pг дл× Кг дл,                                                  (11)

где Кг дл – коэффициент регулирования генератора, Кг дл= (1,4¸1,6).

Из формулы (11) имеем:

                                                     (12)

откуда

1.3  Выбор схемы соединения ТЭД

Для маневровых тепловозов небольшой мощности, имеющих малую скорость при длительном режиме, не всегда можно добиться необходимого диапазона изменения скорости и силы тяги при полном использовании мощности силовой установки с неизменным соединением ТЭД. В этом случае приходится применять их последовательно-параллельное переключение.

На выбор электрической схемы соединения ТЭД оказывает влияние также максимальная скорость тепловоза V¢max , при которой должна использоваться полная мощность силовой установки. Чем меньше эта скорость, тем проще электрическая схема при прочих равных условиях.

Скорость максимального использования мощности силовой установки для маневровых тепловозов:

V¢max= (0,6¸0,8) Vmax ,                                             (13)

откуда

V¢max= 0,6×75 = 45 км/ч.

Критерием применимости той или иной схемы является величина скорости полного использования мощности силовой установки тепловоза. Если схема обеспечивает достижение тепловозом скорости V¢max , равной или большей заданной, то она может быть применена. В противном случае необходимо исследовать следующий по сложности вариант. Исследуем возможность применения различных вариантов схемы соединения.

1.3.1  Постоянная схема соединения ТЭД без ослабления поля

Максимальная скорость полного использования мощности силовой установки тепловоза V¢max определяется с учётом насыщения магнитной системы ТЭД. При этом используется универсальная процентная характеристика намагничивания (рисунок 6 [1]).

                                         (14)

где Кппн max – коэффициент насыщения поля.

                                                   (15)

где АС и АВ – отрезки. Их величины берутся по рисунку 6, [1].

Так как V¢max>Vбез ослmax ,то данную схему соединения ТЭД применять нецелесообразно.

1.3.2 Постоянная схема соединения ТЭД с ослаблением поля

Максимальная скорость полного использования мощности тепловоза в этом случае определяется по формуле:

                                           (16)

где a - коэффициент ослабления поля ТЭД;

       Копн max  - степень насыщения магнитной системы ТЭД при длительном режи-

       ме по сравнению с режимом ослабленного поля при скорости V¢max .

                                                  (17)

При коэффициенте ослабления возбуждения ТЭД a = 0,29 имеем:

Так как разница между полученным и рассчитанным значениями V¢max не составляет более 1 км/ч, то находим коэффициент ослабления поля ТЭД для первой ступени ослабления:

                                               (18)

1.3.3  Схема с переключением ТЭД и ослаблением возбуждением

Максимальная скорость полного использования мощности тепловоза в этом случае определяется по формуле:

                                           (19)

где Ко – коэффициент, Ко=2.

Примем Кг дл =1,3. Имеем

Сравнив значение V¢max , полученные в пункте 1.3 со значениями V¢max , полученными в пунктах 1.3.1-1.3.3, видим, что Vс осл max » V¢max . Значит, используем постоянную схему соединения ТЭД с ослаблением поля. Она изображена  на рисунке 1.

1.4  Определение основных параметров электрических машин

Максимальное напряжение современных тепловозных генераторов принимается в пределах Uг max = 650 ¸ 850 В.

Принимаем максимальное напряжение главного генератора проектируемой передачи Uг max = 650 В.

При расчёте генератора расчётная частота вращения принимается равной максимальной частоте вращения вала дизеля, т. е.

Рисунок 1 – Схема соединения ТЭД

wг р = wг max = 1000 об/мин = 104,7 рад/с.                            (20)

Приведенный объём якоря равен

                                 (21)

где Dа – диаметр якоря генератора, м;

       lа – длина якоря, м;

       at – коэффициент полюсного перекрытия, at = 0,7;

       А – линейная нагрузка якоря, А = 550 А/см;

       Вd – магнитная индукция в воздушном зазоре при максимальном напряжении

              генератора, Вd = 1,1 Тл;

       wг.max – минимальная частота вращения якоря генератора, рад/с.

Тогда

Принимаем Dа равным 1,2 м, тогда lа = 0,48 м.

Максимальная окружная скорость

                                                   (22)

откуда

Максимальному напряжению генератора соответствует минимальный

Похожие материалы

Информация о работе