Электричество и электрическая железная дорога. Конспект лекций по физике, страница 36

Полезная мощность локомотива равна произведению силы тяги на скорость, а при постоянном ускорении скорость пропорциональна времени разгона: . На графике P(t) это прямая линия, являющаяся диагональю прямоугольника. Полезная работа по графическому смыслу интеграла   равна площади треугольника . Площадь треугольника   в два раза меньше площади прямоугольника. Значит, в режиме разгона с одной схемой включения двигателей только половина работы тяговой подстанции превращается в механическую энергию поезда. Остальная работа  превращается в теплоту на пусковом реостате. КПД режима разгона с одной схемой включения двигателей 50%.

Если используется три схемы включения тяговых двигателей, каждая со своим напряжением, то выделенная теплота будет равна площади трех заштрихованных треугольников, или трех маленьких прямоугольников (рис. 16.4). В то время как полная работа тяговой подстанции равна площади большого прямоугольника, или 16 маленьких. Тогда доля потерь  будет равна 3/16, а КПД η =13/16 = 81,5%. Если бы схем включения двигателей было больше трех, то тепловые потери в режиме разгона при постоянной силе тяги были бы еще меньше.

Контрольные вопросы

1. Как изменяется суммарная сила тока тяговых двигателей локомотива при переключении трех схем соединения  восьми тяговых двигателей локомотива, если в режиме разгона сила тяги колес постоянна?

2. Если у локомотива шесть тяговых двигателей, то какие схемы соединения тяговых двигателей возможны? В каком соотношении находятся предельные значения сил токов локомотива?

3. Как изменяется суммарная сила тяги и потребляемая мощность локомотива в режиме ограничения по сцеплению колес при увеличении скорости движения поезда.

4. По какому закону изменяется сила тяги локомотива в режиме движения при постоянной мощности? Как при этом изменяется  сила потребляемого тока?

5. Запишите закон Ома для электрической железной дороги в первый момент трогания поезда.

6. Запишите уравнение для скорости равномерного движения поезда в режиме при постоянной мощности двигателей.

7. Почему шунт катушки возбуждения в режиме «ослабления возбуждения» должен обладать индуктивностью?  Почему не применить простой реостат?

8. Зависит ли противо-ЭДС якорной обмотки от силы тока, потребляемого коллекторным двигателем?

9. Что произойдет, если машинист вместо одной ступени пускового реостата отключит сразу две?

10. Что произойдет, если машинист вместо отключения ступени реостата повернет контроллер в обратную сторону и добавит сопротивление реостата?

11. Определите КПД тяговой подстанции в режиме разгона при постоянной силе тяги, если локомотив имеет шесть тяговых двигателей.

12. Определите КПД тяговой подстанции в режиме разгона при постоянной силе тяги, если трамвай имеет один тяговы1 двигатель.

13. Сколько значений скорости равномерного движения имеет троллейбус с одним тяговым двигателей? Как регулируется скорость движения?

14. Сколько значений скорости равномерного движения имеет поезд, если у локомотива шесть тяговых двигателей и три ступени ослабления возбуждения?

15. Плоскость витка якорной обмотки параллельна силовым линиям магнитного поля катушек возбуждения. По витку протекает электрический ток. Как направлено магнитное поле витка?

16. Как направлено магнитное поле электрического тока якорной обмотки по отношению к магнитному полю катушек возбуждения?

17. Пусть пусковой реостат состоит из трех резисторов с разными сопротивлениями. Сколько ступеней регулирования может иметь такой реостат?

18. Сопротивления обмоток тягового электродвигателя равно 0,02 Ом. Если включить тяговые двигатели локомотива при параллельном соединении без пускового реостата к подстанции, то какой ток потечет по обмоткам?

19. По какому закону уменьшается сила тяги локомотива при движении с постоянной мощностью двигателей?  Почему с ила тяги уменьшается?

20. При движении поезда при разгоне началось буксование колес локомотива. Каковы возможные причины буксования? На что тратится работа тяговой подстанции?

14. МОЩНОСТЬ И СИЛА ТОКА ЭЛЕКТРОВОЗА