Расчет технико-экономических характеристик тепловоза ЧМЭ3. Расчет электромеханических и электротяговых характеристик колесно-моторного блока

4 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ТЕПЛОВОЗА ЧМЭ3

4.1 Расчет электромеханических и электротяговых характеристик

колесно-моторного блока

Длительная мощность генератора, кВт

                                                    (4.1)

где Р_е – эффективная мощность дизеля, кВт; Р_е = 993 кВт;

h_г¥ – КПД генератора при длительном режиме работы; h_г¥ = 0,96;

b_всп – коэффициент, учитывающий затраты мощности на вспомогательные нужды тепловоза,

                                                   (4.2)

где åР_всп – мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных агрегатов                  кВт; принимается åР_всп = 0,1×Р_е [7];

åР_всп =0,1×993=99,3 кВт,

Тогда

кВт.

Напряжение тягового генератора при длительном режиме, В

                                                        (4.3)

где U_гmax – максимальное напряжение генератора, В;  U_{г max}= 600 В [17];

– относительное значение максимального напряжения. Для опреде-  ления U_{г max}  необходимо найти относительное значение максимальной скорости движения  тепловоза, при которой используется полная мощность дизеля,

                                                  (4.4)

где u_max – максимальная скорость движения тепловоза, км/ч; u_max= 95 км/ч;

Максимальная скорость движения маневровых тепловозов принимается равной 60–80 % от конструкционной скорости.

u_max = 0,7·95 = 66,5 км/ч.

На графике [7] по кривой  n/n_¥  (для a = 0,25) находится  I/I_¥ = 0,62. По графику [7] для I/I_¥ = 0,62 определяется U_г max = 1,6.

Длительный ток генератора, А

                                                      (4.5)

А.

Задаваясь значением I_г = 0,6 ;0,8;1,0; 1,2; 1,4; 1,6; по графику [7] определяем  текущие значения  U_г и  I_г, пользуясь следующими соотношениями

                                                       (4.6)

                                                                   

где  – относительные значения напряжения и тока, берутся из графика [7].

Длительная мощность тяговых электродвигателей (ТЭД), кВт

                                                   (4.8)

где к – количество тяговых электродвигателей; к = 6.

Длительная сила тяги одного колесно-моторного блока (КМБ), кН

                                             (4.9)

где h_д¥ – КПД электродвигателя при длительном режиме работы. Принимается h_д¥ = 0,915 [12];

кН.

Длительный вращающий момент ТЭД, кН·м

                                                  (4.10)

где h_зп – КПД зубчатой передачи тягового редуктора; принимается               

h_зп = 0,975 [12];

D_к – диаметр колеса, м; D_к  = 1,05 м;

i₂ – передаточное число зубчатой передачи тепловоза ЧМЭ3; i₂  = 5,06.

кН×м.

Длительная частота вращения ТЭД, об/мин

                                                                                            (4.11)

где  n_{д max} – максимально допустимая частота вращения якоря тягового элек-          тродвигателя, об ⁄мин; n_{д max} = 2420 об ⁄мин [17];

об/мин.

Длительное значение тока нагрузки ТЭД проектного тепловоза при парал -              лельном соединении ТЭД, А

                                                  (4.12)

где n – число параллельных ветвей силовой цепи тепловоза;

А.

Электромеханические характеристики ТЭД тепловоза ЧМЭ3 определяем из соотношений:

                                              (4.13)

                                             

                                               

Для каждого значения I_д по универсальным характеристикам ТЭД [7] определяем М_д  и  n_д. Текущие значения получаются из соотношений (4.12). Результаты расчетов для удобства сводим в таблицу 7.

Необходимо произвести перерасчет электромеханических характеристик ТЭД в электротяговые для построения электротяговых характеристик.

Сила тяги КМБ, кН

 кН.                                            (4.16)

Скорость движения тепловоза, соответствующая найденному значению n_д, км/ч, находим по формуле

.                                                    (4.17)

Расчет электротяговых характеристик КМБ тепловоза для удобства сводим в таблицу 7. По результатам расчета строим электротяговые характеристики КМБ тепловоза заданной мощности F_д = f(I_д) и u_д = f(I_д).

Таблица 7 – Расчет электромеханических и электротяговых характеристик

                     колесно-моторного блока