Послеремонтные испытания тяговых электродвигателей тепловозов
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
ие искажения основного магнитного потока, наведения вихревых токов в полюсных наконечниках, неравномерного распределения токов по сечениям шин и щеток, возникновения токов в уравнительных соединениях. Эти потери возрастают с увеличением нагрузки электродвигателя. ГОСТ 2582 - 81* рекомендует добавочные потери определять в зависимости от тока нагрузки по табл. 4.1.
Таблица 4.1
Ток нагрузки в процентах от номинального206080100130160200Добавочные потери в процентах от магнитных потерь при холостом ходе22232630384865
Рис. 4.5. Потери холостого хода тягового электродвигателя
Сумму механических, магнитных и добавочных потерь называют потерями холостого хода ?РХХ и приводят в виде графиков в зависимости от частоты вращения п (рис. 4.5). Нижняя кривая показывает механические потери, последующие - сумму механических, магнитных и добавочных потерь при разных токах возбуждения Iв.
Коэффициент полезного действия тягового электродвигателя ?д определяют как отношение отдаваемой мощности P2 к подведенной мощности Р1.
?д=Р2/Р1 (2.9)
При известных потерях АР, отдаваемая мощность
Р2=Р1-?Р1
откуда
(4.10)
В тяговом электродвигателе постоянного тока подводимая мощность равна UдIд, следовательно,
(4.11)
Или
(4.12)
КПД тягового электродвигателя можно определить, если известны подведенная мощность и потери мощности в двигателе. Потери в двигателях определяют раiетным путем или экспериментально при испытаниях на стенде.
Характерная кривая зависимости КПД от тока двигателя приведена на рис. 2.4. В зоне малых нагрузок КПД низок, в зоне номинальных нагрузок имеет наибольшее значение, а затем при увеличении нагрузки снижается. Низкий КПД при малых нагрузках объясняется большим влиянием механических потерь, а снижение КПД в зоне больших нагрузок - увеличением электрических потерь.
4.2 Электромеханические характеристики тягового электродвигателя, отнесенные к ободам колес
На электроподвижном составе постоянного тока зависимость скорости движения и, силы тяги на ободах колесной пары Fкд и КПД ? от тока электродвигателя Iд при неизменном напряжении и постоянной температуре обмоток электродвигателей называют электромеханическими характеристиками, отнесенными к ободам колес. Их приводят при тех же температурах обмоток, что и характеристики на валу электродвигателя (115 С).
Электромеханические характеристики, отнесенные к ободам колес, можно получить переiетом характеристик на валах тяговых электродвигателей. Вал якоря связан с колесной парой (рис. 4.6) через зубчатую передачу (редуктор), причем шестерня 4, соединенная с валом якоря тягового электродвигателя 3, имеет обычно меньшее число зубьев, чем зубчатое колесо 2, насаженное на ось колесной пары или на удлиненную ступицу колесного центра /. Отношение числа зубьев зубчатого колеса к числу зубьев шестерни называют передаточным отношением \х редуктора.
Найдем зависимость между частотой вращения вала тягового электродвигателя и скоростью движения локомотива.
Рис. 2.6. Схема передачи вращающего момента от тягового электродвигателя на колесную пару
Линейная скорость на ободах колесных пар, в м/с:
(4.13)
где D - диаметр колес колесной пары, м; пк - частота вращения колесной пары, об/мин.
Частота вращения колесной пары пк меньше частоты вращения вала тягового электродвигателя в \1 раз:
=n/?.
В практике работы железнодорожного транспорта скорость измеряют в км/ч. В тяге поездов также пользуются этой размерностью. Поэтому в формулу (2.13) введем переводной коэффициент. Так как 1 м = = 1/1000 км и 1 с = 1/3600 ч, то 1 м/с = (1/1000) / (1/3600) = = 3,6 км/ч.
Тогда скорость, в км/ч:
v = 3,6?Dn/(60?),
v = 0,188Dn/ ?. (4.14)
Формула (4.14) показывает, что при одной и той же частоте вращения якоря скорость движения больше при большем диаметре колес и меньшем передаточном отношении зубчатой передачи.
Чтобы найти связь между скоростью движения и током /д, подставим в формулу (4.14) значение частоты вращения из формулы (4.4):
Обозначив постоянные для данного локомотива параметры через C=C1?/(0.188D), получим:
(4.15)
Зависимость скорости движения от тока тягового электродвигателя v(Iд) называют скоростной характеристикой. Ее можно построить, проведя раiеты по формуле (4.15).
Разность между напряжением на тяговом электродвигателе и падением напряжения в его обмотках есть ЭДС Е:
Е = СФv (4.16)
Выражение (4.15) можно также получить из рис. 4.2 с учетом того, что напряжение, подводимое к тяговому электродвигателю, уравновешивается электродвижущей силой и падением напряжения в его обмотках, т.е.:
Д=СФv + 1Дr,(4.17)
откуда и выводится формула (4.15).
Если электродвигатель получает питание от преобразовательной установки или от тягового генератора, то его скоростные характеристики приводят не при постоянном напряжении, а при напряжении, определяемом характеристиками преобразователя или генератора.
Коэффициент полезного действия тягового электродвигателя, отнесенный к ободам колесных пар, учитывает не только потери в тяговом двигателе ?РД, но и потери в передаче ?РП:
?Р=?РД+?РП (4.18)
КПД ? тягового электродвигателя, отнесенный к ободам колес, меньше КПД тягового электродвигателя и с учетом равенств (4.12) и (4.18):
(4.19)
Потери в передаче включают в себя потери на трение