Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 2, страница 7

Особенности расчета токов нагрузки и превышения температуры обмоток тя­говых электродвигателей электровозов постоянного тока. Для проверки мас­сы состава по нагреванию обмоток тяговых двигателей вначале строят график ]я (s) — тока нагрузки электровоза в функции пути. Зная соединение тяговых электродвигателей в цепи электровоза, строят график /д (s) — тока двигателя в функции пути, используя график v (s).

При построении зависимости /п (s) исходные данные: токовая диаграмма электровоза /э (у), профиль пути, построенная кусочно-линейная зависимость v (s) с указанием режимов работы на тяговом участке.

Диаграмму /э (и) вычерчивают для расчетного режима, по которому построе на зависимость v (s) (1). При разгоне поезда вплоть до выхода на характеристи" ку П-ПП не используют характеристики ослабленного возбуждения для более ускоренного разгона. Поэтому переход от С к СП и к П-ПП производят только способом контактно-реостатного регулирования скорости (отмечено на диаграм­ме /э (v) прямыми линиями а — б, в — г). Переходные процессы при регулирова­нии скорости возбуждением и параллельном соединении двигателей показаны пи­лообразным графиком. Скорости и токи переходов нормированы и приведены в таблицах при диаграммах /а (v).

Построение /э (s) (рис. 10.6) производят вначале по интервалам переходных процессов, а при выходе на естественную рабочую характеристику схемы П-СП— по интервалам скоростей. Для этого от характерных точек 1Я (v) проводят гори­зонтальные линии б — б', г — г', е — е' и т. д. до пересечения с графиком v (s). В точках пересечения откладывают соответствующие значения тока. Соеди­нив ординаты токов, получим кусочно-линейную зависимость /э (s), которую ис­пользуют для расчета расхода энергии на тягу поезда и для построения зависи­мости /д (s). При построении /д (s) по /э (s) необходимо исходить из соотноше­ния /э и /д при различных схемах соединения двигателей. Например, у шестимо-торного электровоза /д —- /а при соединении С; /д = 1/2 /э при СП; /д = = 1/3 /э при П. У восьмимоторного электровоза 1„= /э при С; /д = 1/2/э при СП; /д = 1/4/э при П.

Если на ординатах графика lg (s) отложить значения тока двигателей /д в со­ответствии со способом их соединения в цепи электровоза, то можно построить графическую зависимость /д (s). Методика дальнейших расчетов по определению температуры превышения t (s) такая же, как для тепловозов.

Расчет тока нагрузки и температуры превышения обмоток тяговых двигате­лей электровозов переменного тока. Он производится с использованием характе­ристик двигателя /д (v), на которых нанесено ограничение по сцеплению, и пере-

172

родным процессам при регулировании скорости ослаблением возбуждения. Такие характеристики приведены в ПТР.

Построение графической зависимости /д (s) по диаграмме /д (и) показано на р!ис. 10.7. Переходы 33 НП -» 33 ОП1, 330 ОП1 -»- ЗЗОП2 показаны прямыми а — б, в — г.

i ^ В остальном методика расчета температуры превышения аналогична описан-нрй ранее для электротяги на постоянном токе. Лимитирующими по перегреву мЬгут быть либо обмотки дополнительных полюсов, либо якоря двигателя. Пре­дельно допустимые температуры превышения обмоток дополнительных полюсов обычно выше, чем у обмоток якоря.

Если тепловая постоянная времени Т не зависит от тока нагрузки, то тепло­вая характеристика представлена одной зависимостью TOO (/д), на планшете кото­рой показана Т = const. Если в результате расчетов температура превышения будет больше предельно допустимой, то следует перейти на режим нормального возбуждения и расчеты повторить либо применить кратную тягу, либо умень­шить массу состава с последующей проверкой температуры превышения.

10.6. РАСЧЕТ НАГРЕВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ПО МЕТОДУ МАТВЕЕНКО

Температура превышения у обмоток тяговых машин определя­ется построением кривой т (s) на планшете v (s) по диаграмме тепло­вых коэффициентов 7W60 = / (TOO). Рассматриваемый метод значи­тельно ускоряет выполнение расчетов в сравнении с аналитическим методом, так как диаграммы тепловых коэффициентов являются по­стоянными для каждой серии локомотива и могут быть использованы неоднократно при условии постоянства масштабов тяговых расчетов. Наглядность результатов расчетов способствует лучшему пониманию физической сущности процесса нагревания и уменьшает вероятность ошибок.

Рассмотрим порядок построения диаграммы тепловых коэффициен­тов на примере расчетов для тепловоза М62 (тяговый электродвигатель ЭД-118). Расчеты произведем в табличной форме (табл. 10.4).

Графы 1 и 2 заполняют пб данным графика зависимости то­ка электродвигателя от скорости движения /д (v) для полного (ПП) и ослабленного возбуждЬ-ния (ОП1 и ОП2). Значения токов в графе 1 следует принй-мать кратными 50 или 100 А. Необходимо также внести в таб­лицу значения токов для ха­рактерных точек токовой ха­рактеристики (точка выхода на автоматическую характеристи­ку, точки переходов ПП ^±ОП1, ОП1;р±ОП2). Для выбранных значений токов по токовой ха­рактеристике определяются со­ответствующие значения ско­рости (графа 2).

Графы 3 и 4 заполняют по данным тепловых характеристик тягового электродвигателя. Для токов, указанных в графе 1,

определяют значение тепловой постоянной Т и установившейся тем­пературы TOO. Затем производят расчет данных графы 5—- 7V60. По данным табл. 10.4 строят для каждой ступени ослабления возбужде­ния тягового электродвигателя и полного возбуждения кривые TV 60 -- / (т») (рис. 10.8, кривые 1,2 и 3) с указанием значений соответствующей скорости движения (графа 2).

Для построения кривой превышения температуры г (s) в процессе разгона и выбега рассчитывают значения тепловых коэффициентов

Гр U/60:     / (Too)   И   Т„ У/60       / (Too),

где Тр -- 39,2 мин —тепловая постоянная двигателя ЭД-118; TOO = 175 "С — установившаяся температура двигателя при разгоне; 7"„ —; 25 мин — тепловая постоянная двигателя ЭД-118 в режиме холостого хода.

Коэффициенты Три/60 при разгоне тепловоза для скоростей 10; 20 и 30 км/ч равны соответственно 6,5; 13,1 и 19,6. для режима холо­стого хода приведены ниже.