Графические зависимости тепловых параметров от тока нагрузки — ix (/) и Т(/) — называют тепловыми характеристиками. Строят их для каждого типа электрических машин по результатам стендовых испытаний завода-изготовителя. Для тепловозов различных серий нагревание обмоток рассчитывают либо у тяговых двигателей, либо у тяговых генераторов, в зависимости от того, какие из них нагреваются сильнее. Тепловые характеристики а тяговых двигателей и б тяговых генераторов тепловозов показаны на рис. 10.4. При ослабленном возбуждении тяговых двигателей тепловые характеристики принимаются, как при полном возбуждении, в целях упрощения расчетов.
Предельно допустимые нормативы превышения температуры обмоток устанавливают в зависимости от температуры атмосферного воздуха £нв и класса изоляции В, F и Н соответственно для якорей 120; 140 и 160 °С, а полюсов — 130; 155 и 180 °С. Фактическую температуру атмосферного воздуха /нв определяют по данным метеослужбы каждой дороги в среднем за 5 лет.
Если обозначить температуру нагрева обмоток через тн, то превышение температуры обмоток над температурой атмосферного воздуха т = т н t нв.
Как известно, предельно допустимая температура Нагрева обмоток тдоп установлена для изоляции класса В 145 °С, F — 165 °С, Н — 185 °С.
В качестве стандартной принята ^нв = -f 25 °С, потому что при этой температуре оценивают старение изоляции тяговых машин. Тепловые характеристики тяговых машин ix (/) и Т (/) в ПТР приведены к стандартной температуре и превышение температуры обмоток рассчитано по этим характеристикам и при этой температуре. Расчеты производят при нормальном расходе охлаждающего воздуха. Однако для защиты от снега тяговых двигателей в зимний период устанавли-
6* 163
вают фильтры, снижающие расход охлаждающего воздуха вследствие увеличения аэродинамического сопротивления. Влияние фильтров на расчетное превышение температуры обмоток учитывают коэффициентом йсз. Чтобы учесть отклонение фактического значения tm от стандартного и вследствие влияния сопротивления фильтров, необходимо полученное значение т умножить на коэффициенты приведения:
Tp=*c3feHBT. (10.16)
где kC3 — коэффициент, учитывающий повышение температуры обмоток от уменьшения расхода охлаждающего воздуха фильтрами защиты от снега. Для зимнего периода &сз ~ 1,1, летнего — йк,ч = 1.0; ^нв — 1 + а (*„„ — 25) (1 — -у) — коэффициент приведения температуры превышения обмоток к расчетной тем-
1 пературе наружного воздуха ^нв; а = о'бО 4-—т — коэффициент, учитывающий
увеличение сопротивления меди обмоток от повышения температуры; 7 — коэффициент, учитывающий нагревание обмоток от потерь в стали; принимается у — 0,3 для обмоток якоря и у -"" 0 для обмоток полюсов.
Для упрощения расчетов можно использовать табл. 10.2.
Если тяговые расчеты производят с использованием частичных характеристик тепловозов, то температура превышения определяется корректировкой по формуле
тч- тн kn, 164
где тн — превышение температуры при работе на позиции контроллера, соответствующей расчетным значениям силы тяги и скорости движения; kn — поправочный коэффициент; ka ~ 1 при пк = 14-7-15; kn = 1,05 при пк — -= 12-Г-13; kn-• 1,07 при пк = 11; kn = 1,15 при пк = 10; kn = 1,2 при пк - 9.
С уменьшением позиции контроллера охлаждение машин ухудшается вследствие того, что вентилятор, подающий воздух для охлаждения тяговых двигателей, и тяговый генератор с самовентиляцией имеют механический привод от коленчатого вала дизеля.
Стандарты не устанавливают норм температуры превышения обмоток для случаев температуры воздуха выше + 40 °С.
На некоторых дорогах температуры tHB свыше 40 °С наблюдаются достаточно часто. В таких случаях ПТР устанавливают нормы превышения температуры обмоток вычитанием 40 °С из предельно допустимой температуры нагревания, и ограничения превышения температур обмоток для классов изоляции В, F и Н равны соответственно 105; 125 и 145 °С.
В связи с сезонными колебаниями температуры атмосферного воздуха расчет норм массы поездов, допустимых по нагреванию тяговых машин, производят раздельно для летнего и зимнего периодов. Учетными месяцами летнего периода установлены июнь, июль, август, но tHB не должна быть ниже + 15 °С; зимнего периода — декабрь, январь, февраль, но tHB не должна быть ниже О °С.
При отправлении локомотива после стоянки 2 ч и более разрешается принимать т„ = + 15 °С. При стоянке менее 2 ч требуется расчет по кривым охлаждения обмоток за время стоянки, начиная со значения превышения температуры после прибытия.
Определение массы состава, допустимой по нагреванию тяговых электрических машин. При движении поезда заданной массы по пе-ревалистому профилю пути с переменной скоростью ток нагрузки тяговых двигателей имеет переменное значение. Естественно, что процесс теплообмена не может быть стационарным и для его расчета требуется учет особенностей режима работы локомотивов на каждом тяговом участке.
В эксплуатации интенсивность нагревания и уровень превышения температуры обмоток зависит от: массы поезда и серии локомотива;
профиля пути; характеристик основного сопротивления движению; расстановки сигналов и организации управления движением, определяющей режимы работы локомотивов. Эксплуатационные условия на конкретных участках обычно известны. Масса поезда предварительно определена по расчетному или инерционному подъему, проверена на трогание поезда с места и установку в пределах длины приемоотпра-вочных путей станций заданного участка. Для окончательного установления нормы массы состава остается произвести проверочный расчет на допустимость ее по уровню превышения температуры обмоток тяговых машин — определить критическую массу состава (наибольшую массу состава для заданного участка и времени года, ограниченную предельно допустимым превышением температуры обмоток тяговых машин над температурой наружного воздуха). Критическую массу рассчитывают при условии полного использования силы тяги по сцеплению. Вождение поездов, превышающих критическую массу, запрещено.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.