Материал: Бакланов-9.67

установки, она практически прямолинейна (линия 1 на рис. 3.5) и может быть выражена уравнением:

где Zэ – условное эквивалентное сопротивление цепи выпрямленного тока;

ZZ m – то же, отнесенное к одному ТД;

ээ

m – число параллельных ветвей ТД.

Скорость движения с учетом падения напряжения в ВУ определяют по формуле:

Скоростная характеристика ТД при постоянной величине напряжения Uд изображена кривой 3 на рис. 3.5. При изменении Uд она будет иной. Если при Uд. н и Iд. н скорость равна номинальной величине Vн, то при Iд < Iд. н напряжение Uд в соответствии с внешней характеристикой будет выше Uд. н, а следовательно, и скорость будет больше, чем при Uд. н, а при Iд > Iд. н и Uд < Uд. н скорость будет меньше, чем при Uд. н (кривая 2 на рис. 3.5).

Uд V

Uд. о

1

Uд. н

Рис. 3.5. Влияние внешней характеристики ВУ на зависимость V(Iд): 1 − внешняя характеристика ВУ; 2, 3 − скоростные характеристики ТД

20

Величина Zэ зависит от многих факторов, сопровождающих сложный процесс выпрямления тока, который будет рассмотрен в специальных курсах.

На отечественных электровозах переменного тока предусмотрено 33 ступени (позиции) регулирования, из которых девять являются ходовыми, т. е. предназначены для длительного использования. Каждая позиция соответствует определенному уровню напряжения, подводимого от вторичной обмотки трансформатора к выпрямителю, а от него – к ТД.

В курсовой работе необходимо рассчитать и построить 10 тяговых характеристик. Определение напряжения для каждой из позиций можно выполнить на основании следующих предположений.

Напряжение Uд на последней (10-й) позиции регулирования при номинальном токе Iд = Iд. н равно его номинальной величине Uд = Uд. н (точка В на рис. 3.6).

Uд

Uд. о(10) А

Рис. 3.6. Внешние характеристики ВУ

При отсутствии данных о параметрах ВУ (трансформатор и выпрямитель) величину падения напряжения в ней можно оценить по формуле:

21

тогда

Из формулы (3.13) получим выражение:

Напряжение на зажимах ТД на 1-й позиции принимаем таким же образом, как и для электровоза постоянного тока, т. е. исходя из условия: при Iд = Iд. н V = 0 (точка D на рис. 3.6). При этом напряжение Uд(1) уравновешивается падением напряжения на обмотках ТД:

т. е.

Как следует из простейшей схемы регулирования (см. рис. 3.2, в), эквивалентное сопротивление вторичной обмотки трансформатора зависит от числа витков, обтекаемых током. Для этой схемы можно считать, что величины эквивалентных сопротивлений всей цепи по позициям пропорциональны числам включенных витков w вторичной обмотки трансформатора, а следовательно, и величинам напряжений при Iд = 0:

Путем несложных преобразований получим:

Обычно ступени напряжения вторичной обмотки трансформатора делают одинаковыми. Из этого условия приращение напряжения при переходе с одной позиции на другую можно определить по формуле:

где Nп =10 – количество позиций.

Приращение величины эквивалентного сопротивления по позициям определяется по формуле:

Величины Uд. о и Zэ для любой (i-й) позиции определяются по формулам:

где i – порядковый номер позиции.

3.3.2. На основании изложенных положений рекомендуется следующий порядок расчета.

1.Приготовить итоговую таблицу по форме табл. 3.3.

2.Определить напряжение холостого хода Uд. о(10) по формуле (3.14) и величину эквивалентного сопротивления Zэ(10) по (3.15) для 10-й позиции.

3.Рассчитать величины Uд. о(1) по уравнению (3.17) и Zэ(1) по (3.19) для 1-й позиции.

4. Определить приращение напряжения U по выражению (3.20), округлив полученный результат до целых значений, и изменение эквивалентного со-

Zэ i по (3.23) для каждой позиции регулирования и занести их в табл. 3.3.

6. Принимая те же значения токов двигателя Iд, что и при расчете элек-

23

тромеханических характеристик (см. табл. 1.1), определить скорости движения по уравнению (3.12), силу тяги электровоза рассчитать по формуле (3.1), используя величины Fк. д из табл. 1.1, результаты расчета занести в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Скорость движения и сила тяги электровоза переменного тока по позициям

3.4. Расчет тяговых характеристик электровоза при ослаблении возбуждения ТД

Ослабление возбуждения в качестве способа регулирования скорости используют на электровозах как постоянного, так и переменного тока, его можно применить на всех безреостатных позициях у электровозов постоянного тока и на ходовых позициях электровозов переменного тока.

Ha отечественных электровозах предусмотрены две, три или четыре ступени ОВ. В курсовой работе необходимо рассчитать две тяговые характеристики с коэффициентами регулирования возбуждения 1 и 2 в соответствии с заданием для параллельного соединения ТД на электровозах постоянного тока и для l0-й позиции на электровозах переменного тока.

Схема ослабления возбуждения при параллельном соединении всех ТД (ЭПС переменного тока) изображена на рис. 3.7, а, при постоянном последовательном соединении двух ТД (на ЭПС постоянного тока) – на рис. 3.7, б

По закону Кирхгофа для точки А

т. е.

24