Электрооборудование электроподвижного состава
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
µ разным секциям и уложенные на разной высоте (в два слоя), то только часть потокосцепления коммутирующего проводника из нижнего слоя будет охватывать проводник из верхнего слоя. Потокосцепление секций разных слоёв учитывается коэффициентом проводимости взаимоиндукции слоёв
.(12.5)
где
Следует заметить, что выражение (12.5) отличается от (12.3) коэффициентом и отсутствием коэффициента проводимости лобовых частей , так как проводники при выходе из паза разводятся в разные стороны.
Коэффициент взаимоиндукции слоёв:
.(12.6)
Таким образом, при двух проводниках в пазу в верхнем проводнике наводится ЭДС самоиндукции и ЭДС взаимоиндукции , равные
и.(12.7)
Предполагая прямолинейную коммутацию, можно считать
.(12.8)
Период коммутации можно выразить через окружную скорость коллектора (м/сек) при часовом токе.
(12.9)
где bщ - ширина щётки, см.
Обычно в пазу якоря тягового двигателя находится uп=614 проводников. Определение ЭДС коммутации в этом случае производится с учетом расположения проводников в пазу.
Для случая, когда проводники укладываются в пазу в два слоя (см. рис. 5.1), во всех проводниках, лежащих в одном слое, наводится одинаковая ЭДС - реактивная ЭДС ер.
Под реактивной ЭДС понимается сумма ЭДС самоиндукции проводников, лежащих в одном слое паза, и сумма ЭДС взаимоиндукции евп, т.е. ЭДС, которая наводится в проводниках одного слоя при изменении тока в проводниках другого слоя.
Определяется реактивная ЭДС ер из диаграммы пазового поля. В первую очередь строится диаграмма тока в проводниках, лежащих в одном слое при прямолинейной коммутации (рис. 12.1).
Рис. 12.1.Диаграмма пазового поля
Масштабы тока и линейный выбираются: =510 А/мм, =1 (линейный масштаб откладывается по оси Х - см. рис. 12.1).
- ширина щетки, приведенная к окружности якоря:
= мм.(12.13)
Сдвиг между началами коммутации смежных проводников в линейном масштабе соответствует коллекторному делению, приведенному к окружности якоря (это относится как для самоиндукции, так и взаимоиндукции)
.(12.14)
Величина укорочения шага:
Тогда средние значения ЭДС могут быть рассчитаны по формулам:
Затем строится диаграмма ЭДС самоиндукции и взаимоиндукции, наводимых в тех же проводниках паза (рис. 12.1).
Масштаб ЭДС рекомендуется принимать равным mе= 0,2 В/мм.
Если обмотка выполнена с укорочением шага , то диаграмма евп смещается относительно диаграммы e сп на величину укорочения шага (именно этому случаю соответствует рис. 12.1). По рис.12.1 определим ширину зоны коммутации bзк и значение реактивной Э.Д.С. еpmax=4.23 В.
При многослойной обмотке (расположение проводников плашмя), ЭДС, которая будет наводиться в проводнике при коммутации, зависит от положения проводника в пазу. Коэффициенты само- и взаимоиндукции каждого проводника различны и определяются для слоя К (отсчет К ведется от верха паза) при общем числе слоев в пазу m=10.
;(12.15)
.(12.16)
Определим суммарные индуктивности проводников, соединенных в обоих пазах:
На основании полученных значений и определяем ЭДС и . Расчетное значение реактивной ЭДС определяется из диаграммы, полученной геометрическим сложением ординат диаграммы и (рис. 12.1). Из диаграммы определяется также ширина зоны коммутации .
12. Определение максимально допустимой степени ослабления поля
Одним из основных требований, предъявляемых к тяговым характеристикам электровозов, является наиболее полное использование мощности тяговых двигателей во всем диапазоне скоростей вплоть до максимальной /1, стр. 29/.
Для того чтобы выполнить это требование, двигатель должен обладать хорошими регулировочными свойствами, которые оцениваются коэффициентом регулируемости.
.(13.1)
Из рассмотрения этого выражения очевидно, что для увеличения значения при проектировании необходимо стремиться к уменьшению коэффициента насыщения машины и ослаблению поля (получение малых значений коэффициента -ослабления поля).
Для тяговых двигателей без компенсационной обмотки значение устанавливается, исходя из потенциальных условий на коллекторе, которые зависят от степени искажения поля главных полюсов полем якоря.
У тяговых двигателей с компенсационной обмоткой поле якоря практически не влияет на потенциальные условия на коллекторе, поэтому критерий для определения должен быть другим.
Учитывая то, что с ослаблением поля при неизменном токе якоря (Iч) растет скорость и, следовательно, реактивная ЭДС , такой критерий должен определяться, исходя из коммутационной напряженности работы коллектора.
Если принять , то зная ЭДС при часовой скорости и полном поле (ПП), можно определить скорость при ослабленном поле (ОП) , при которой достигает значение .
, при ,(13.2)
откуда
.(13.3)
Здесь .
Из уравнений электрического равновесия для режимов полного и ослабленного поля
,(13.4)
пренебрегая разницей в сопротивлениях при полном и ослабленном поле (), можно определить поток ослабленного поля.
.(13.5)
Ток , необходимый для создания , определяется по кр