Определение требуемой мощности тягового электродвигателя и выбор его типа. Расчет и построение электротяговых характеристик передачи

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в Республике Беларусь происходит обновление парка ПС ГЭТ. В эксплуатацию поступают разработанные заводом “Белкоммунмаш” троллейбусы 101, 201 моделей, а в перспективе – троллейбус 333 модели. Наряду с устаревшими контакторно-релейными системами управления внедряются более совершенные тиристорно-импульсные системы управления.

Тиристорно-импульсные системы управления позволяют значительно улучшить эксплуатационные показатели ПС, такие как: уменьшение на          25-30 %  расхода электроэнергии, повышение ускорений и замедлений, увеличение скорости сообщения, улучшение плавности движения и комфортабельности перевозок.

В данном курсовом проекте произведен расчет электромагнитных процессов в тиристорно-импульсной системе управления троллейбуса 201 модели. На основании этого расчета произведен выбор элементов для силового канала электропривода троллейбуса.

В графической части работы представлена электрическая схема троллейбуса 201 модели.

1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ВЫБОР ЕГО ТИПА

Касательная сила F, Н на ободе колеса

,

где (1+g) – коэффициент инерции вращающихся частей; (1+g) = 1,1;

        а_{у ср} – среднее установившееся ускорение, 1,2 м/с²;

          – удельное сопротивление движению, 140 Н/кН

        т_сн   – снаряженная масса троллейбуса, т_сн = 16 т;

           z   – число ТЭД; z = 1;

23360 Н.

Предварительная пусковая P, Вт мощность двигателя троллейбуса

,

где      v_x – скорость выхода двигателя на естественную скоростную

                   характеристику, м/с; v_x = 17 м/с;

            η – общее КПД передачи троллейбуса.

η = η_м η_кп η_эл,

где      η_м – КПД карданного шарнира, η_м = 0,95;

         η_кп   – КПД редуктора, η_кп = 0,93;

    η_эл – КПД электрической передачи, η_эл = 0,995

η = 0,95·0,93·0,995 = 0,88;

125355 Вт.

Реальная мощность двигателя Р_д, Вт

,

где      k   – поправочный коэффициент, учитывающий условия пуска принимаем k = 1,2;

Вт.

Принимаем:

Тип двигателя: ЭК-211

U_п = 550 B;

I_ч = 250 А;

Передаточное отношение редуктора m =12;

Диаметр колеса D_к = 1070 мм;

Р_н = 160 Вт;

n_н = 1700 об/мин.

2 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ЭЛЕКТРОТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕДАЧИ

Электромеханические характеристики на валу двигателя приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 – Электромеханические характеристики на валу двигателя

По заданным электромеханическим характеристикам, приведенных в таблице 2.1, строим электромеханические характеристики выбранного двигателя       ЭК-211.

Рисунок 2.1 – Электромеханические характеристики двигателя ЭК-211

Для пересчёта электромеханических характеристик ТЭД на обод колеса используем следующие формулы для пересчета линейной скорости и силы тяги и КПД соответственно:

;

;

;

где  D_к – диаметр ведущих колёс, м;

m– передаточное число редукторов;

P_з – потери в передаче, Вт;

F  – сила тяги на ободе колеса, Н;

h  – коэффициент полезного действия двигателя на ободе.

Потери в передаче определяются по формуле

,

где Р_зo – относительные потери в передаче;

U – напряжение на двигателе, 550 В;

I– ток двигателя, А.

Относительные потери в передаче определяются в соответствии с таблицей 2.2.

В соответствии с источником [1] принимаем тип передачи двухступенчатую с муфтой, часовой ток I_ч = 250А.

Таблица 2.2 – Относительные потери в передаче в зависимости от нагрузки

Зависимость потерь в передаче от тока нагрузки приведена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Зависимость потерь в передаче от тока нагрузки

Зависимость потерь в передаче от тока нагрузки сводим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Зависимость потерь в передаче от тока нагрузки

Результаты пересчета заданных электромеханических характеристик представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Результаты пересчета электромеханических характеристик