) Полное сопротивление движению. Основное сопротивление движению, страница 6

Е = С'Фп, (1)

где - конструктивная постоянная тягового двигателя; Ф - магнитный поток; п - частота вращения якоря.

В режиме тяги в двигателе происходит преобразование электрической энергии в механическую. Напряжение U_д, приложенное к двигателю, больше его электродвижущей силы, т. е. U_д > E. Уравнение электрического равновесия между приложенным к двигателю напряжением, электродвижущей силой и падением напряжения Irв силовой цепи будет иметь вид:

(2)

где - падение напряжения под щетками двигателя.

Величина = 1,02,0В, поэтому в практических расчетах этой составляющей напряжения пренебрегают.

На основании уравнений (1) и (2) получаем выражение для частоты вращения якоря:

, где I - ток якоря двигателя, А; r - активное сопротивление внутренней цепи двигателя, Ом; С'Ф - магнитный поток главных полюсов двигателя, В/(об/мин).

Вращающий момент М является одним из основных параметров двигателя, так как он определяет ток, потребляемый двигателем, а следовательно, и его мощность. Вращающий момент двигателя может быть рассчитан из условия равенства полезной механической мощности Р_м и подведенной электрической мощности, умноженной на к. п. д. двигателя. Полезная механическая мощность

, где - угловая скорость якоря, рад/с.

Следовательно, полезную механическую мощность, Вт, можно выразить как:

С другой стороны полезная электрическая мощность определяется как:

Приравняв левые части выражений, получим:

откуда вращающий момент, Н·м,

Вращающий момент М можно также определить по электромагнитному вращающему моменту М_эм т. е. моменту, который развивал бы двигатель при отсутствии механических и магнитных потерь:

М = М_эм - ΔM,

где - электромагнитный момент, создаваемый электромагнитной мощностью Р = EI; ΔM - момент, создаваемый магнитными и механическими потерями . Следовательно, вращающий момент, Н∙м,

Коэффициент полезного действия двигателя η_д представляет собой отношение полезной мощности к подведенной. При тяговом режиме это будет отношение полезной механической мощности Р_м к электрической:

, где - сумма соответственно электрических, механических и магнитных потерь в двигателе.

ЭТ16

Рис. 1. Электромеханические характеристики на валу двигателя ДК-254Б

2) Электромеханические характеристики на ободе колеса.

Зависимости скорости v, силы тяги F и к. п. д. двигателя с учетом потерь энергии в передаче от тока двигателя называются электромеханическими характеристиками на ободе движущего колеса.Эти характеристики определяются не только свойствами тяговых двигателей, но и отдельными параметрами подвижного состава — диаметром движущего колеса D_K, м, передаточным числом μ передачи от вала двигателя к движущей оси и коэффициентом полезного действия этой передачи η₃.

Расчетные выражения для определения электромеханических характеристик на ободе движущего колеса. Для перехода от электромеханических характеристик на валу тягового двигателя кхарактеристикам на ободе колеса используются следующие соотношения:

скорость, км/ч,

, (1)

где коэффициент 3600/1000 введен для перевода м/с в км/ч;

сила тяги, Н,

; (2)

к.п.д.

. (3)

В тяговых расчетах удобнее использовать относительные потери мощности в передаче вместо значения к, п. д. η₃.. Относительные потери мощности в передаче выражают в процентах от подведенной мощности: