Электрооборудование электроподвижного состава
Курсовой проект - Транспорт, логистика
Другие курсовые по предмету Транспорт, логистика
- ширина зубца по окружности якоря;
;(15.5)
,94 - коэффициент, учитывающий изоляцию листов стали.
Вес стали сердечника якоря
.(15.6)
где mв=2; dв=2
Удельные магнитные потери
;(15.7)
,(15.8)
где - частота перемагничивания ;
и - магнитная индукция в зубцах и сердечнике якоря.
Цифровые коэффициенты в формулах (15.7) и (15.8) справедливы при использовании электротехнической стали марки Э13.
Добавочные потери при нагрузке включают/1, стр.186/: потери в меди обмотки якоря от главного пазового поля и коммутационные, а также увеличение потерь в стали от искажения магнитного поля машины при нагрузке (у машин без компенсационной обмотки).
Т.к. раздельный учет добавочных потерь в меди и стали достаточно трудоемок, то в практике проектирования оценивают их общую величину (по ГОСТ 2582-81) коэффициентом в долях основных потерь в стали
(15.9)
где - коэффициент добавочных потерь, определяемый в зависимости от отношения токов по табл. 15.1.
Таблица 15.1
Определение коэффициента добавочных потерь
Jя/Jяч0,20,40,60,81,01,21,41,61,82,00,220,220,240,260,30,350,420,480,560,64
Механические потери включают потери от трения щеток о коллектор, от трения в подшипниках и вентиляционные(только для самовентилирующихся потерь).
,Вт.(15.10)
Потери от трения щеток о коллектор определяем выражением
(15.11)
где - общая площадь прилегания щеток к коллектору
- удельное давление на щетку;
- для тяговых двигателей опорно-осевого исполнения;
- коэффициент трения щеток о коллектор/2, стр.110/;
- окружная скорость коллектора, м/сек.
Потери на трение в подшипниках качения принимаются постоянными, равными
.(15.12)
Потери в переходном слое под щетками
.(15.13)
Тогда КПД:
Рассмотренные потери не включают потери в зубчатой передаче. Их точный учет для тяговых двигателей производится по данным ГОСТ 2582 - 81 в зависимости от подведённой мощности. В курсовом проекте можно принять КПД зубчатой передачи в пределах: =0,930,99.
Учет всех потерь КПД сводится в таблицу 15.3.
Таблица 15.3
Расчётные данные
74.6 149.2 223.8 298.4 373 447.6 522.2 596.8 671.8 7461080 2160 3240 4320 5400 6480 7560 8640 9720 10800546.2 1092 1639 2184 2731 3277 3823 4370 4916 5462153 306 459 612 765 918 1071 1224 1377 1530475 190 1425 380 2375 2850 3325 3800 4275 475059.1 950 177 1900 295.5 354.6 413.7 472.8 531.9 591149.2 298 447.6 596 746 895.2 1044 1194 1343 14922463 4925 7388 9850 12313 14775 17238 19701 22163 246260.978 0.978 0.978 0.978 0.978 0.978 0.978 0.978 0.978 0.9780.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.950.929 0.929 0.929 0.931 0.931 0.929 0.931 0.931 0.929 0.929
Чтобы получить КПД на оси , нужно КПД двигателя умножить на КПД зубчатой передачи:
(15.14)
По данным таблицы 15.3 строится график зависимости .
. Расчет и построение характеристик вращающего момента на валу двигателя и тягового усилия на ободе колеса
Вращающий момент на валу двигателя меньше электромагнитного момента на величину потерь момента
.(16.1)
Ввиду трудоёмкости определения выражением (16.1) обычно не пользуются. Определяют М, пользуясь законом сохранения энергии
или (16.2)
где - полезная электрическая мощность, потребляемая двигателем;
- механическая мощность на валу двигателя.
Из формулы (16.2) получаем
(16.3)
Для тягового усилия на ободе колеса получаем выражение
,(16.4)
где V - скорость на ободе колеса, км/ч.
Характеристики и для ослабленного поля определяются из выражений
;(16.5)
.(16.6)
Здесь и берутся по характеристикам полного поля при определенном значении тока , а и определяем для тока
.(16.7)
Результаты расчёта сводятся в таблицу 16.1.
Таблица 16.1
Расчётные данные
М, кГмПпопппоп74.6 149.2 223.8 298.4 373 447.6 522.2 596.8 671.8 746266.4 532.8 799.3 1065.7 1332 1598.6 1865 2131.4 2399.3 2664.392.24 184.5 276.7 369 461.5 553 645.7 738 830.2 922.4329.6 659.2 989 1318 1648 1978 2307 2637 2966 3296788.4 1577 2365 3154 3942 4730 5519 6307 7096 78842816 5632 8447 11263 14079 16895 19711 22526 25342 28158
При построении характеристик Моп (Jя оп) и Fк доп (Jоп), во избежание ошибок, необходимо учитывать указания, помещённые в конце следующего раздела.
По данным табл. 16.1 строим характеристики вращающегося момента на валу двигателя и тягового усилия на ободе колеса.
16. Определение технико-экономических показателей спроектированного двигателя
При проектировании важно оценить технико-экономические показатели тягового двигателя. В качестве одного из таких показателей служит /1, стр.20/относительный вес двигателя
(17.1)
где - вес двигателя, кг;
- номинальная мощность, кВт.
Для приближенного определения веса можно воспользоваться эмпирической формулой
(17.2)
где - вращающий момент двигателя при часовом режиме, кГм;
- при опорно-осевой подвеске двигателя электровоза постоянного тока,
- при напряжении Uк 1500 В для электровозов переменного тока.
Не менее важным показателем, характеризующим спроектированный двигатель, является коэффициент использования мощности
(17.3)
где - максимальная мощность при максимальной скорости (при ).
.(17.4)
Заключение
Реальное проектирование тягового двигателя заканчивается тепловым расчетом. Только произведя тепловой расчет, можно проверить правильность выбора таких параметров, как плотность тока в проводниках, индукции в зубцовом слое и спинке якоря, число рядов вентиляционных каналов и др.
Если в результате теплово