.
Средняя мощность потерь за рассчитываемый период времени
.
Средний квадратичный ток ТД
.
Таким образом,
.
При этом установившийся перегрев обмоток ТД
,
где Вэ ср – средняя эквивалентная теплоотдача за рассчитываемый период времени.
Значение установившегося перегрева не должно превышать номинального значения
;
;
.
Отношение 
называют
коэффициентом вентиляции. Для ТД с принудительной вентиляцией кв = 1;
для ТД с самовентиляцией кв = 1,05 … 1,15.
Увеличение коэффициента вызвано тем, что угловая скорость вращения якоря ТД
оказывается меньше номинальной за счет наличия стоянок и движения без тока.
Для учета неравномерности нагрузок ТД вводится коэффициент неравномерности кн = 1,05 … 1,15 для ТД с мягкими характеристиками и кн = 1,15 … 1,25 для ТД с жесткими характеристиками.
Для учета перегрузок ТД при пуске и расчетных подъемах вводят коэффициент запаса кз = 1,1 … 1,2.
Пригодность ТД определяют по формуле
.
или
;
.
Достоинство метода – возможность оценить пригодность ТД, которого еще нет в "натуральном виде". Недостаток – невозможность оценить действительный перегрев обмоток.
7.5. Расчет нагрева ТД при повторных рейсах.
Для некоторых видов ЭПС, обращающихся на одних и тех же участках, например электропоезда метро, пригородные электропоезда, актуален вопрос расчета нагрева ТД при повторных рейсах.
Предположим, что необходимо рассчитать превышение температуры ТД за m идентичных рейсов. Разобьем время, за которое выполняется один рейс на n временных интервалов. Для каждого временного интервала справедлива формула
,
где t¥i – установившийся перегрев i-го интервала времени;
t0(i-1) – перегрев в начале i-го интервала времени;
Тэi – постоянная времени для i-го интервала времени.
В целом за первый рейс
.
Для упрощения уравнения введем обозначения:
– перегрев ТД за первый
рейс;
– коэффициент,
характеризующий остывание ТД за первый рейс.
Тогда уравнение примет вид:
t1 = tр1 + t0а1.
Для второго рейса
t2 = tр2 + t01а2.
Для рейса с номером m
tm = tрm + t0(m-1)аm.
Поскольку
предполагалось, что все m рейсов совершенно
одинаковы (идентичны), то в любом из рейсов установившийся перегрев ТД стремиться
к одной и той же величине. Кроме этого для всех рейсов будет одинаковым
соотношение 
. Следовательно, можно записать:
tр1 = tр2 = tр3 = … = tрm = tр;
а1 = а2 = а3 = … = аm = а.
Тогда выражение для первого рейса примет вид:
t1 = tр + t0а;
для второго рейса:
t2 = tр + t01а.
Начальный перегрев для второго рейса t01 равен конечной температуре для первого рейса, т.е.
t01 = t1.
Тогда
t2 = tр + (tр + t0а)а = tр(1 + а) + t0а2;
для третьего рейса
t3 = tр(1 + а + а2) + t0а3;
для рейса с номером m
tm = tр(1 + а + а2 + … + аm-1) + t0аm.
Выражение в скобках последнего уравнения представляет собой сумму геометрической прогрессии со знаменателем а, поэтому
.
Теоретически установившийся перегрев наступит при m ® ¥, но на практике все зависит от продолжительности рейсов. Чем длиннее рейс, тем раньше наступит тепловое равновесие.
7.6. Определение тепловых характеристик ТД по номинальным данным.
В том случае, когда нет тепловых характеристик ТД расчет на нагрев можно произвести, используя его номинальные данные.
Исходными
данными для расчета являются значения длительного тока и длительной скорости
движения, а так же зависимость потерь в стали от тока. Вычисляются
эквивалентные потери и строится зависимость DРэ = ¦(I).
DРэ = I2r0 + kcDРc.
Предполагая
зависимость теплопередачи от скорости линейной
Вr = aв + bвV,
по двум точкам строится зависимость Вr = ¦(V). В качестве величин скоростей V¥1 и V¥2 обычно используются величины скоростей движения в длительном режиме для номинального и пониженного напряжения ТД. Коэффициенты aв и bв зависят от типа системы вентиляции ТД (для ТД с независимой вентиляцией коэффициент bв практически равен нулю. Затем полученная зависимость Вr = ¦(V) перестраивается в функции тока, с использованием скоростной характеристики ТД.
Принимая
во внимание, что
,
строится зависимость Вэ = ¦(I).
Затем строится зависимость t¥ = ¦(I):
.
Зависимость эквивалентной постоянной времени нагревания от тока ТД можно построить зная величину приведенной теплоемкости:
.
Приведенная теплоемкость не зависит от тока ТД, поэтому ее можно найти используя постоянную времени нагревания ТД в часовом режиме:
Сr = Bэч × Тэч.
Величину эквивалентной теплопередачи в часовом режиме определяется по имеющейся зависимости Вэ = ¦(I). Перегрев ТД в часовом определяется по имеющейся кривой t¥ = ¦(I) для длительного тока ТД, так как tч = tном = t¥. Принимая нулевые начальные условия t0 = 0,
.
Отсюда
.
Для расчета перегрева при движении без тока необходима зависимость Тr = ¦(I). Ее рассчитывают аналогичным образом:
.
Величину Br определяют по кривой Вr = ¦(I).
8. Выбор рациональных схем формирования поездов повышенной массы и длины.
8.1. Особенности движения поездов повышенной массы и длины.
Во первых, следует определиться в терминах:
- поездом повышенной массы, согласно ПТР следует считать поезд, масса которого превышает графиковую не менее, чем на 100 т;
- поездом повышенной длины следует считать поезд, длина которого, в условных вагонах, больше графиковой;
- тяжеловесным поездом следует считать поезд, масса которого превышает 6 тыс.т.;
- длинносоставным поездом следует считать поезд, который имеет в своем составе более 350 осей.
Исходя из этих определений тяжеловесный поезд может не быть длинносоставным и наоборот – то есть в определениях имеет место некоторая казуистика.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.