Разработка двигателя автомобиля с комбинированной электрической установкой
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
?ная диаграмма участка изображена на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7 - Нагрузочная диаграмма для прямолинейного участка протяженностью 1500м
При разгоне на участке, имеющем подъем, необходимый крутящий момент на валу двигателя определяется как сумма динамического момента при разгоне и статического момента при разгоне, приведенного к валу двигателя:
Нм;
затем нагрузка будет равна
Нм;
при торможении нагрузка составит
Нм.
При дотягивании до остановки момент будет равен
Нм.
На рассматриваемом участке двигатель находится под нагрузкой
с.
Определим величину эквивалентного момента для этого участка по формуле 3.12.
(3.12)
Подставив в формулу 3.12 численные значения, получим:
Нагрузочная диаграмма изображена на рисунке 3.8.
Рисунок 3.8 - Нагрузочная диаграмма для участка движения под уклон
При разгоне с уклона необходимый крутящий момент на валу двигателя определяется как сумма динамического момента при разгоне и статического момента при разгоне, приведенного к валу двигателя:
Нм;
затем нагрузка будет равна
Нм;
при торможении нагрузка составит
Нм.
При дотягивании до остановки момент будет равен
Нм.
На рассматриваемом участке двигатель находится под нагрузкой
с.
Определим величину эквивалентного момента по формуле 3.13.
(3.13)
Подставив в формулу 3.13 численные значения, получим
Нм
Нагрузочная диаграмма изображена на рисунке 3.9.
Рисунок 3.9 - Нагрузочная диаграмма для участка движения с уклона
3.5 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности
Так как выбранный электродвигатель в системе электропривода работает при примерно постоянном магнитном потоке, то среднеквадратичный (эквивалентный) момент двигателя отражает его среднюю температуру нагрева. Поэтому для длительного режима работы с переменной нагрузкой (ПВ=100%) можно найти эквивалентный момент двигателя за время цикла tц с учетом ухудшения условий охлаждения
(3.3)
где - электромагнитный момент двигателя на i-ом участке упрощенной нагрузочной диаграммы электропривода;
- временной интервал i-го участка;
- коэффициент охлаждения самовентилируемого двигателя на i-ом участке, рассчитываемый по формуле:
где - средняя угловая скорость на i-ом участке;
- коэффициент ухудшения охлаждения при неподвижном роторе двигателя. =0,45-0,55 для закрытых самовентилируемых двигателей.
На горизонтальном участке расстоянием 1000м:
;
;
;
На горизонтальном участке расстоянием 1500м:
;
.
;
При движении вверх под уклон:
;
.
;
При движении вниз с уклона:
;
;
Найдем эквивалентный момент:
Предварительно выбранный электродвигатель будет удовлетворять условиям нагрева, если:
- условие выполняется, следовательно, данный электродвигатель удовлетворяет условиям нагрева.
Электродвигатель будет удовлетворять условиям перегрузки, если максимальный момент нагрузочной диаграммы электропривода не превышает максимально допустимого момента для данного двигателя, т.е.
.
Максимальный момент нагрузочной диаграммы имеет место во время разгона автобуса при движении под уклон
По каталожным данным двигателя [3]
, тогда
- условие выполняется, следовательно выбранный двигатель удовлетворяет условиям перегрузки.
4. ВЫБОР КОМПЛЕКТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
4.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора типа комплектного преобразователя
Для реализации выбранного закона частотного управления электроприводом выберем преобразователь частоты, выполненный на инверторе напряжения с использованием ШИМа.
При использовании частотного преобразователя пуск двигателя происходит плавно, без пусковых токов и ударов, что уменьшает нагрузку на двигатель и механику, увеличивает срок их службы.
Применение частотных преобразователей с обратной связью обеспечивает точное поддержание скорости вращения при переменной нагрузке, что во многих задачах позволяет значительно улучшить качество технологического процесса.
Для питающей сети преобразователь является чисто активной нагрузкой и потребляет ровно столько энергии, сколько требуется для выполнения механической работы (с учётом КПД преобразователя и двигателя).
Частотный преобразователь позволяет регулировать выходную частоту в пределах 0тАж400 Гц. Разгон и торможение двигателя осуществляется плавно
(по линейному закону), время разгона и торможения можно настраивать в пределах 0.1тАж30 мин. Возможен плавный реверс двигателя. При разгоне происходит автоматическое увеличения момента для компенсации инерционной нагрузки. Момент при пуске достигает 150% от номинального.
Частотные преобразователи обеспечивают полную электронную защиту преобразователя и двигателя от перегрузок по току, перегрева, утечки на землю. Преобразователь позволяет отс