Расчет электрической передачи мощности тепловоза (стр. 3 из 6)

При

> 2,1 оказывается недостаточным регулировки ЭПМ по напряжению, определяемой коэффициентом регулирования 1,6.

Для обеспечения работы ЭПМ с постоянной мощностью вплоть до максимальной скорости движения тепловоза (при сохранении величины

), как известно, используют два способа: ослабление возбуждения ТЭД (ослабление поля) и перегруппировку ТЭД в силовой схеме ЭПМ (например, последовательное, последовательно – параллельное соединения, или последовательно параллельное – параллельное, параллельное соединения). Иногда используют комбинацию этих способов.

Ослабление поля ТЭД является наиболее распространенным и простым способом повышения диапазона регулирования ЭПМ по скорости тепловоза.

Первоначально необходимо проверить возможность обеспечения необходимого диапазона регулирования по скорости за счет ослабления поля ТЭД. Для этого определяют минимальное значение коэффициента ослабления поля ТЭД, являющегося, как известно, отношением

:

0,25

2.4 Предварительное определение расчетной силы тяги тепловоза и ограничений тяговой характеристики

Сила тяги на ободе колеса (Н) в общем случае определяется как

где

= 159,7

– крутящий момент на валу ТЭД , Н·м;

– мощность ТЭД по электрическим переменным проектируемой ЭПМ, кВт;

– КПД ТЭД в проектируемой ЭПМ;

= 0,985 – КПД тягового редуктора.

Касательная сила тяги тепловоза определяется как

Для предварительного определения расчетной силы тяги тепловозов

в формулу подставляется значение при номинальных значениях , и . Значение в этом случае определяется по электромеханическим характеристикам ТЭД полного поля при номинальном токе проектируемой ЭПМ.

= 0,92

P_ТЭД = 431,2 ∙ 687,6 ∙ 0,92 ∙ 10^-3 = 272,8 кВт

=8 ∙ 30550,31=244402,48 Н

Тяговая характеристика имеет ограничения по сцеплению колес тепловоза с рельсами и максимальному току ЭПМ.

Ограничение касательной силы тяги по сцеплению определяется в соответствии с Правилами тяговых расчетов (ПТР) выражением

, Н

где

– коэффициент сцепления колеса с рельсом согласно ПТР.

Расчет

рекомендуется свести в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчет ограничения касательной силы тяги тепловоза по сцеплению

Скорость, км/ч	0	5	10	20	31,7
	0,299818	0,271846	0,251333	0,223263	0,202459
, Н	485888,9	440557,1	407313,8	361823	328108,2

Ограничение касательной силы тяги по максимальному току ЭПМ

определяется по формуле в которую подставляется значение при максимальном значении (и соответственно минимальном значении ), минимальном значении и значении , определяемое по электромеханическим характеристикам ТЭД полного поля при максимальном токе проектируемой ЭПМ.

E_пр = 287,5 – (1031,4 ∙ 0,0401 + 2) = 244,14 В

= 0,84

P_ТЭД = 287,5 ∙ 1031,2 ∙ 0,84 ∙ 10^-3 = 249,03 кВт

= 8 ∙ 56964,29 = 455714,36 Н

Соответствующая этому ограничению минимальная критическая скорость

(км/ч) определяется формулой

По полученным данным строится предварительные ограничения тяговой характеристики тепловоза.

Рисунок 3 – Вид предварительных ограничений тяговой характеристики проектируемого тепловоза – ограничение мощности тепловоза из-за недоиспользования максимального тока ЭПМ.

3 Построение рациональной тяговой и технико–экономических характеристик

3.1 Определение рациональной величины передаточного отношения тягового редуктора

Соотношение значений

и может быть достигнуто за счет установления оптимального значения передаточного отношения зубчатого тягового редуктора , которое определяется следующим образом:

где

– сила тяги проектируемого тепловоза по сцеплению при трогании, Н;

– минимальная частота вращения ТЭД при параметрах и в проектируемой ЭПМ, с^-1;

– мощность ВУ в проектируемой ЭПМ, кВт;

– КПД ТЭД, определяемый по электромеханическим характеристикам при максимальном токе ТЭД в проектируемой ЭПМ.

= 0,84

F_КТР = 9,81 ∙ 0,3 ∙ 165,2 ∙ 10³ = 486183,6 Н

P_ВУ = 287,5 ∙ 8251,2 ∙ 10^-3 = 2372,22 кВт

Полученное значение

проверяется по величине минимального коэффициента ослабления поля

где

– номинальная частота вращения ТЭД при номинальных параметрах и проектируемой ЭПМ, с^-1.

3.2 Расчет тягового редуктора

В курсовой работе следует принять опорно-осевую подвеску ТЭД, при которой его размеры ограничиваются расстоянием между внутренними гранями бандажей колесных пар и минимально допустимым расстоянием от станины ТЭД до головки рельса а (рис. 3.1).