Расчет серийного тягового электрического двигателя НБ – 514 и проверка оптимальности выбора параметров активного слоя его якоря, страница 5

 – основные потери в меди;

 – основные потери в стали при холостом ходе;

 – добавочные потери при нагрузке;

 – потери на трение щеток о коллектор;

 – потери в переходном слое под щетками;

 – потери на трение в подшипниках.

Основные потери в меди:

Основные потери в стали при холостом ходе:

где  – масса стали ярма якоря, кг;

 – масса стали зубцов якоря, кг;

 – удельные потери в стали названных элементов, Вт/кг.

где  – количество вентиляционных каналов в сердечнике якоря;

 – коэффициент заполнения пакета сталью;

 – плотность стали;

 – диаметр вентиляционного канала;

- внутренний диаметр якоря.

где  – удельные потери в ярме якоря на гистерезис;

 – удельные потери в ярме якоря на вихревые токи;

 – частота перемагничивания:

– индукция в ярме якоря:

 берем из табл. 6.

где  – индукция в зубцовом слое:

Добавочные потери в меди якоря от главного пазового поля:

где  – коэффициент добавочных потерь ([1], стр. 158, рис. 2.61).

Потери от трения щеток о коллектор:

где  – общая площадь прилегания щеток к коллектору, см²;

 – давление на щетку:

принимаем

 – коэффициент трения щеток по коллектору,

– окружная скорость коллектора:

Потери на трение в подшипниках оценивают величиной 0,002 от подведенной мощности в номинальном режиме:

Потери  в переходном слое под щетками:

где  – падение напряжения в щеточном контакте при армированных щетках.

Сумма потерь:

Потребляемая мощность двигателя:

КПД двигателя:

Результаты расчетов сводим в таблицу 9.

Таблица 2.

Показатели	Iя, А
	400	600	800	1000	1200
n, об/мин	1048	813	715	663	633
ΔPмо, Вт	7120	16020	28480	44500	64080
ΔPсо, Вт	21547	24620	26244	27037	27287
ΔPдоб, Вт	4505	5595	6680	7865	10170
ΔPподш, Вт	1408	1408	1408	1408	1408
Вт	800	1200	1600	2000	2400
ΔPтщ, Вт	2687	2085	1831	1704	1627
ΣΔP, Вт	38067	50928	66243	84514	106972
, Вт	320000	480000	640000	800000	960000
η	0,881	0,894	0,896	0,894	0,889

10.2.  Строим характеристику η(I_я) – рис. 8.

10.3.  Заводская характеристика КПД.

Таблица 2.

Iя, А	300	600	820	880	1200	1400
ηδ, %	93,4	95,4	94,8	94,5	93,4	92,5

По данным таблицы строим график зависимости η_δ(I_я).

10.4.  Форма кривой η = f(I_я) определяется незначительными потерями в меди при малых токах. Небольшое КПД также определяется значительными потерями в стали. С увеличением тока, КПД увеличивается и имеет максимальное значение при равенстве постоянных и переменных потерь. Дальнейшее снижение КПД объясняется ростом потерь в меди пропорционально квадрату тока. При увеличении числа каналов КПД двигателя увеличивается.

Шаг 11. Расчет и построение характеристик вращающего момента на валу двигателя.

11.1.  Расчетная таблица значений.

Результаты остальных расчетов сводим в таблицу 11.

Таблица 11.

Показатели	Iя, А
	400	600	800	1000	1200
	2,57	5,041	7,66	10,3	12,9
	1081	1622	—	—	—
	6,95	13,6	—	—	—
	1048	813	715	663	633
	0,881	0,894	0,896	0,894	0,889

11.2.  Построение характеристик момента двигателя для режимов полного и ослабленного возбуждения.

11.3.  Построение заводской характеристики.

Данные для расчета получим из электротяговой характеристики F_кд(I_д) ([2], стр. 135, рис. 4.9б).

Момент на валу двигателя:

Результаты остальных расчетов сводим в таблицу 12.

Таблица 12.

Показатели	Iя, А
	352	528	880	1100
	4,4	2,7	2,5	2,7
	0,956	0,973	0,975	0,973
	14,2	28,0	60,0	79,0
	2,22	4,29	9,18	12,1

По данным табл. 11 строим график зависимости M_з = f(I_я).

11.4.  Расчетные и заводские характеристики двигателя имеют расхождения:

·  округления при расчетах;

·  определение предыдущих значений по графикам.

Шаг 12. Определение технико-экономических показателей ТЭД.

12.1.  Реактивная ЭДС.  

 (шаг 6.5).

12.2.  Частота вращения при максимально допустимом значении ЭДС.

12.3.  Поток ослабленного возбуждения.

12.4.  Ток ослабленного возбуждения.

По кривой намагничивания определяем:

12.5.  Коэффициент ослабления возбуждения:

Согласно коммутационной напряженности коллектора:

Принимаем

12.6.  Коэффициент насыщения для часового режима.

12.7.  Коэффициент регулируемости.

12.8.  Заданный коэффициент ослабления возбуждения  превышает минимально допустимый , при котором величина реактивной ЭДС достигает критического величины  Следовательно, заданный коэффициент возбуждения допустим для рассчитываемого двигателя, но близок к критическому.

12.9.  Коэффициент использования мощности при заданном коэффициенте ослабления возбуждения.

где  и  - коэффициенты насыщения при работе с минимальной степенью возбуждения.

12.10.   Полученное значение коэффициента использования мощности позволяет предположить, что мощность заданного двигателя используется достаточно эффективно.

Список использованной литературы.

1.  Проектирование тяговых электрических машин. Под ред. М. Д. Находкина. –  М.: Транспорт, 1976.

2.  Осипов С. И., Осипов С. С. Основы тяги поездов. – М.: УМК МПС России, 2000.

3.  Электровоз ВЛ80^с. Руководство по эксплуатации. – М.: Транспорт, 1990.

4.  15/11/3. Электрооборудование подвижного состава. Задание на курсовой проект с методическими указаниями. – М.: РГОТУПС, 2000.