Система управления эпс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Исходя из приведенных данных, рассчитываем основные номинальные (часовые) параметры тягового двигателя проектируемого электровоза.

Сила тяги на ободе колеса определяется по формуле:

Мощность на валу тягового двигателя:

Номинальная скорость при часовом режиме:

где: - сопротивление обмоток тягового двигателя.

где: 0,04 – коэффициент падения напряжения на обмотках двигателя

Все полученные значения сводим в таблицу 1.1

Таблица 1.1 – Номинальные величины, а также в таблице представлены величины для построения электромеханических характеристик для этапа 3.1.

2. Выбор (составление) структуры схемы силовой цепи

На основании исходных данных и определенных номинальных величин определяем количество группировок тяговых двигателей и напряжения на ходовых позициях каждой группировки, а также способов перегруппировки.

Опираясь на заданные параметры по количеству двигателей электровоза и напряжению на них, можно выделить три наиболее приемлемых вида соединения ТЭД.

1) Сериесное (последовательное) соединение: все шесть ТЭД включены в цепь последовательно, напряжение на каждом ТЭД составляет:

2) Сериесно-паралельное соединение: ТЭД включены в цепь в две параллельные цепи по три двигателя. Напряжение на ТЭД

3) Параллельное соединение: ТЭД включены в цепь в три параллельные цепи по два тяговых двигателя. Напряжение на ТЭД , что соответствует номинальному заданному значению.

Виды группировок ТЭД представлены на рисунке 2.1.

3. Расчёт пускового резистора

3.1 Расчёт электромеханических характеристик при номинальном напряжении на двигателях

Электромеханическими характеристиками называются зависимости скорости и силы тяги от тока якоря на двигателе. Для того чтобы построить графики этих зависимостей, надо пересчитать заданную характеристику , представленную в таблице в абсолютных значениях, для этого выберем некоторый ряд цифр , где единицы соответствуют отношению: , т.е. .

Из таблице 2 видно что в ряде цифр единице соответствует отношение режима.

Пользуясь формулами 1.1; 1.2; 1.3; находим силу тяги на ободе колеса , и скорость движения при вычисленных значениях и для параллельного соединения ТЭД

Далее производим расчеты для скоростных характеристик при пониженном напряжении на двигателях (последовательное и последовательно-паралельное соединение ТЭД)

Все произведенные расчеты заносим в таблицу 1.1

Графические зависимости , , , , представлены на рисунке 3.1.1 , на рисунке 3.1.2.

3.2 Расчёт ступеней пускового резистора

Целью расчёта является получение значений сопротивлений по ступеням регулирования (позициям контроллера машиниста).

Расчёт ведётся по отношению к одному тяговому двигателю. В конце расчёта в зависимости от количества группировок и схемы соединения тяговых двигателей определяются значения сопротивления по позициям контроллера в целом для электровоза.

3.2.1 Определение максимального и минимального пусковых токов

При пуске стремятся реализовать максимальную силу тяги и соответствующий её максимальный пусковой ток. Их значения определяют по условиям сцепления колеса с рельсом. Наибольшая сила тяги при пуске ограничивается условиями сцепления движущегося колеса с рельсом или перегрузочной способностью тяговых двигателей. Минимальный пусковой ток определяется по коэффициенту неравномерности ,

3.2.2. Расчёт разгонных ступеней пускового резистора

Графическим способом строятся ступенчатые зависимости сопротивления пускового резистора, отнесённого к одному тяговому двигателю, от скорости движения. Все построения ведутся в двух квадрантах.

Сначала в координатах наносятся рассчитанные ранее скоростные характеристики для каждой группировки двигателей, а так же отмечаются значения максимального и минимального пусковых токов.

Затем в координатах строятся линейные зависимости , соответствующие неизменным значениям максимального и минимального пусковых токов. Далее строим ступенчатые зависимости по которым определяем значение сопротивлений, а в квадрате количество ступеней.

Разгонные ступени служат для разгона ЭПС до скорости соответствующий полному выводу сопротивлений из цепи ТЭД и выходу на характеристику без реостатного соединения.

Абсциссы точек находим из выражений:

Ординаты точек определяются по характеристикам при минимальных и максимальных значениях тока.

Все построения изображаются на рисунке 3.2.1

3.3 Расчёт маневровых ступеней пускового резистора

Маневровые ступени служат для плавного трогания поезда с места и маневровой работы. Число маневровых ступеней определяется по формуле:

где: - ток первой маневровой позиции;

- ток первой разгонной позиции, определяемый из графика на рисунке

Для расчета , определяем силу тяги , на первой позиции по формуле:

По характеристике , на рисунке находим значение тока соответствующее значению

Ток любой маневровой ступени находится по формуле:

Сопротивления пускового резистора на маневровых ступенях определяются по формуле:

Полученные значения заносим в таблицу 3.3.1

Таблица 3.3.1 Токи и сопротивления маневровых ступеней:

3.4 Расчёт дополнительных ступеней пускового резистора

На графике рисунка 3.4 в координатах V(R) добавляется ещё по 2 ступени. Значение сопротивлений дополнительных ступеней снимается с чертежа. Таким образом обеспечивается условие, что бросок тока при переходе с одной дополнительной ступени на другую, а затем и на разгонную не превысит разности между максимальным и минимальным током. Значения сопротивлений дополнительных ступеней заносим в таблицу 3.4.1

Таблица 3.4.1– Сопротивления дополнительных позиций

3.5. Расчёт ступеней пускового резистора электровоза.

Ранее рассчитанные значения сопротивления пускового резистора относились к одному тяговому двигателю. Сопротивления ступеней, приходящихся в целом на электровоз, рассчитываются по формуле:

где, и – соответственно число последовательно соединенных двигателей и число параллельных ветвей двигателей на ( С, СП, П соединении тяговых двигателей );

Результаты расчётов сводим в таблицу 3.5.1

Таблица 3.5.1 – Сопротивление ступеней пускового резистора.

4. Построение сетки скоростных резисторных характеристик

Каждому полученному значению сопротивления и каждой схеме соединения тяговых двигателей соответствует своя характеристика. Задача данного этапа – построить все эти скоростные характеристики. Их будет столько, сколько позиций контроллера машиниста получилось в расчёте. Построение ведётся для значений сопротивлений, приходящихся на двигатель.

На исходной характеристике (например, для последовательной группировки двигателей) произвольно выбирают точки соответствующим токам .В четвёртом квадранте откладывают величины вычисление для этих токов по выражению:

Величину находим в зависимости от вида соединения ТЭД.

результаты заносим в таблицу 4.1

Значения R_oэ для каждой группировки тяговых двигателей.

График скоростных характеристик строим на рисунке 4.1.

5. Построение пусковой диаграммы

На полученной сетке скоростных характеристик строится пусковая диаграмма. Пусковой диаграммой принято называть графическое изображение изменения тока двигателя и скорости движения в процессе пуска (переключения ступеней резисторов). Для построения пусковой диаграммы с выходом на высшую ходовую характеристику необходимо на сетку скоростных характеристик нанести ограничение тока по сцеплению, рассчитанное на этапе 3.2.1.

Пусковую диаграмму необходимо построить в области максимального и минимального значений пусковых токов, учитывая, что диаграмма изображает процесс резисторного пуска электровоза при условии перехода на следующую скоростную характеристику в момент достижения током двигателя значения минимального пускового тока.

6. Расчёт сопротивлений резисторов ослабления возбуждения

Принимаем 4 ступени ослабления возбуждения с коэффициентами регулирования . На последней ступени ослабления возбуждения в шунтирующей цепи остается только индуктивный шунт. Его сопротивление на основании закона Кирхгофа:

Величина сопротивления обмотки возбуждения ориентировочно принимается равной: .

Сопротивление резисторов других ступеней:

Если шунтируется ОВ сразу двух ТЭД, то величина удваивается.

Рисунок 6.1 – Расчётная схема для двух тяговых двигателей.

Замыкания контакторов ОВ и величины сопротивлений резисторов ОВ

Ом для двух ТЭД

Ом для одного ТЭД

7. Разработка схемы силовых и вспомогательных цепей

Разрабатываемая схема силовых цепей электровоза должна обеспечивать:

- работу электровоза в аварийных режимах (при отказе тягового двигателя);

- защиту тяговых двигателей и электрического оборудования от недопустимых режимов.

В разрабатываемом курсовом проекте электровоза для выполнения выше указанных задач устанавливаем следующее оборудование и аппараты. возьмем за основу электровоз ВЛ10 и рассмотрим путь тока на первой позиции: токоприемник, помехоподавляющий контур, быстродействующий выключатель (БВ), дифференциальное реле, две группы пусковых резисторов с контакторами, две группы по три тяговых двигателя с реле перегрузки, контактами отключения ТЭД реверсорами, и шунтировкой поля, через дифференциальное реле и на землю.

Для нормальной работы электровоза установлены следующие аппараты и соединяющие их вспомогательные цепи: мотор- вентилятор – для обдува ТЭД и пусковых сопротивлений, мотор- компрессор для создания необходимого запаса воздуха, электрические печи. В цепь включения входят пусковые сопротивления, реле дифференциальной защиты, контакторы включения, В цепь мотор вентиляторов дополнительно входит аппарат (ПШ) для переключения скорости вращения.

8. Выбор схемы защиты тяговых двигателей и электрического оборудования

Расчёт токов уставки защитных аппаратов. В силовой цепи электровоза необходимо предусмотреть основные виды защиты, в том числе:

1) от коротких замыканий в силовой цепи;

2) от замыканий силовой цепи на землю;

3) от перегрузок;

4) от боксования;

5) от атмосферных перенапряжений;

6) от помех радиоприёму.

Разработанную систему защиты целесообразно свести в таблицу, в которой указать:

- наименование аварийного режима;

- результат действия защиты.

Рассчитать ток уставки защиты для реле перегрузки, и быстродействующего выключателя, исходя из максимального допустимого по условиям коммутации тока тягового двигателя, который принимается равным (1,6÷1,8) I_ч.

Рассчитываем ток уставки реле перегрузки (РП) и быстродействующего выключателя (БВ):

Ток уставки БВ зависит от тока уставки РП и наибольшего числа параллельных ветвей тяговых двигателей.

Таблица 8.1 Системы защиты электрического оборудования

Наименование аварийного режима

Результат действия защиты

При срабатывании пробивается на землю.

Разрывает силовую цепь тяговых двигателей.

Блок-контактами воздействует на отключение БВ

Перегрузка тяговых двигателей

Загорается сигнальная лампа на пульте. В режиме ОВ отключает контактора ОВ.

Загорается сигнальная лампа на пульте. Отключаются контактора ОВ. Вводятся пусковые резисторы.

9. Разработка узла схемы цепей управления

В данном проекте рассматривается конструкция и назначение быстродействующего выключателя (БВ).

БВ предназначен для защиты силовой цепи тяговых электродвигателей в тяговом режиме от токов короткого замыкания. Срабатывание БВ приводит к отключению тяговых электродвигателей от контактной сети. При размыкании его силовых контактов изменяют положение и блокировочные контакты. Линейные контакторы выключаются, облегчая БВ рвать дугу, что особенно необходимо при неисправности его дугогасительного устройства, загораются сигнальные лампы, сигнализируя об отключении БВ, загораются сигнальные лампы “АВР”, сигнализируя о наличии аварийного режима в схеме, катушка счётчика отключений БВ соединяется с землёй, и счётчик фиксирует отключение БВ.

Аппарат управляется двумя кнопками “БВ” и “Возврат БВ”. При включении кнопки “БВ” создаётся цепь:

пр.К71– блокировка БВ 51-1 – лампы БВ – G(лампы горят).

пр.К71– блокировка диф. реле 52-1(разомкнута)

пр.К71– R=300 Ом – пр.Н14 – бл. 51-1 БВ – катушка “возврат БВ” – G(вентиль не срабатывает).

пр.К71 – кнопка “Возврат БВ”.

Для включения аппарата необходимо кратковременно включить кнопку “Возврат БВ” при этом создаётся цепь:

пр.К71– кн.”Возврат БВ” – пр.Н130(131) – замк. К. Э. на “0” позиции КМЭ – пр.47 и далее:

пр.47 – кат. “Возврат БВ”, вентиль сработал и дал доступ воздуха в цилиндр пневмопривода БВ.

пр.47 – бл.51-1 – пр.Н14 – кат. 52-1 – G. Диф. реле включилось и замкнулась бл. 52-1 в цепи пр. Н 30 – Н 5 и создается цепь:

Н 30 – бл. 52-1 – Н 5 – удерживающая катушка БВ.

Удерживающая катушка БВ, получив питание, создает магнитный поток, способный удержать якорь в притянутом состоянии. В данный момент якорь будет подведен к сердечнику штоком пневмопривода через рабочий рычаг, но силовые контакты еще не замкнуты. Сработает блокировочное устройство и разомкнутся блокировки:

пр. 47 – Н 14 (в результате в цепь катушки диф. реле вводится R = 300 Ом для увеличения чувствительности к отключению).

К 71 – К 62 (гаснут лампы БВ).

Замкнется блокировка в цепи питания ЛК.

Для замыкания силовых контактов необходимо отпустить кнопку “Возврат БВ”: обесточивается пр. 47, вентиль пневмопривовода БВ сообщает пневмоцилиндр с атмосферой и за счет отключающих пружин произойдет поворот рычагов до замыкания соловых контактов.

10. Выбор основного электрического оборудования

Выбираем БВ по току уставки, равному 2376 А. Этому значению соответствует БВ типа БВП-5 с пределами регулирования тока уставки от 2000 А до 3350 А и номинальным током 1800 А. Ток токоприёмника выбирается из расчёта того, что ток БВ протекает по одному токоприёмнику (второй резервный) и равен току БВ, что есть 1800 А, этому значению соответствует токоприёмник типа 9РР с номинальным током 2100 А.

Тяговые двигатели на заданный номинальный часовой ток не выпускаются промышленностью. Для данной схемы по количеству контакторов и позиций групповые переключатели выбрать невозможно. Реверсор выбираем для тока 440 А и числа контакторов – 6, этому соответствует реверсор типа РК8 с номинальным током 500 А. Отключатель двигателей выбираем стандартного типа ПКД-043-02 с номинальным током 500 А. Реле дифференциальной защиты выбираем стандартного типа РД3-068 с током уставки (небаланса) 100 А. Датчик боксования выбираем стандартного типа ДБ-018. Реле перегрузки выбираем стандартного типа РТ-502 с током уставки 792 А.

Электроподвижной состав, электрический подвижной состав (ЭПС) — электровозы, электропоезда и электросекции, оборудованные тяговыми электродвигателями, получающими питание от контактной сети или собственных аккумуляторных батарей. Различают контактный (неавтономный) и аккумуляторный (автономный) ЭПС, а также смешанный контактно-аккумуляторный, дизель-аккумуляторный и дизель-контактный ЭПС.

Наиболее распространён контактный ЭПС, к тяговым электродвигателям которого на магистральных железных дорогах энергия подводится через токоприёмник от контактного провода, а на линиях метрополитена — от контактного рельса. В обоих случаях обратным проводом служат рельсы, с которыми силовые цепи ЭПС соединяются через колёсные пары. По роду тока тяговой сети различают ЭПС постоянного и переменного тока. На магистральных железных дорогах нашей страны эксплуатируется ЭПС постоянного тока напряжением 3 кВ и переменного тока напряжением 25 кВ частотой 50 Гц, а также двухсистемный; на метрополитенах — постоянного тока напряжением 750 В. За рубежом, кроме того, применяется ЭПС постоянного тока напряжением 1,5 кВ, переменного тока напряжением 15 кВ пониженной частоты — 16⅔ Гц, а также многосистемный.

Для обеспечения движения тяговые электродвигатели с помощью тягового привода приводят во вращение колёсные пары. На ЭПС установлено электрооборудование, обеспечивающее питание тяговых электродвигателей, регулирование частоты вращения для создания необходимой силы тяги и скорости движения. Всё это оборудование составляет группу тягового электропривода. Кроме того, на ЭПС расположены вспомогательные машины, предназначенные для обслуживания собственных нужд локомотива или моторных вагонов, преобразователи для питания систем освещения, устройств сигнализации и подзарядки аккумуляторных батарей, нагреватели электропечи и другое оборудование.

Управление ЭПС осуществляется машинистом из кабины электровоза или с поста управления электропоезда (электросекции). Для этого на ЭПС установлены электрические аппараты и устройства, с помощью которых производятся переключения в цепях тяговых электродвигателей, необходимые для пуска, регулирования скорости движения, изменения направления движения, электрического торможения. Многие процессы управления ЭПС автоматизированы. Функции управления в этих случаях частично выполняют устройства и аппараты, надёжность работы которых обеспечивает оборудование защиты. Автоматизированы также операции управления, связанные с выполнением графика движения.

При эксплуатации ЭПС на отечественных железных дорогах применяется управление по системе многих единиц. Для контроля за работой аппаратуры и оборудования электровозов и моторных вагонов, соединённых по этой системе, кабины машиниста оборудованы специальной сигнализацией; схемы управления каждой единицей ЭПС выполнены так, чтобы при их параллельной работе не допускалось взаимных помех; обеспечена необходимая защита аппаратуры и автоматическая блокировка отключателей неисправных электродвигателей. Многосистемный ЭПС предназначен для работы на железнодорожных линиях (направлениях), электрифицированных по разным системам тягового электроснабжения, и имеет соответствующее тяговое электрооборудование. Смежные системы разделяются по контактной сети только изолирующими сопряжениями анкерных участков с нейтральными вставками.

Различают двух-, трёх- и четырёхсистемный ЭПС. В России первыми двухсистемными были электровозы серии ВЛ19 и электросекции С р , обращавшиеся на линии Москва — Александров до начала 1950-х годов (1,5 и 3 кВ постоянного тока). В 1960-х годах первые отечественные электровозы переменного тока серии НО были переоборудованы в двухсистемные, называвшиеся также электровозами двойного питания, серии ВЛ61 д (25 Кв 50 Гц и 3 кВ). Они обращались на участке Минеральные Воды — Кисловодск до начала 1980-х годов, после чего были заменены более мощными электровозами двойного питания ВЛ82 и ВЛ82 м . Интерес к многосистемному ЭПС возрос в связи с реализацией в Европе планов создания межгосударственной сети высокоскоростных железнодорожных магистралей.

Некоторые серии многосистемного ЭПС рассчитаны на полную мощность только при питании переменным током и на пониженную — при питании постоянным током. На многосистемном ЭПС устанавливают как однотипные токоприёмники, рассчитанные на съём наибольших токов, так и токоприёмники различных типов для соответствующих систем тягового электроснабжения.

К электроподвижному составу также относятся трамваи, троллейбусы, подвижной состав монорельсовых систем.

Общие требования предъявляемые к сис-ам управл-ия ЭПС

1. Управл-ик ТЭД должно производ-ся простыми и легко запоминающ-ся манипуляц-ми; все рукоятки и педали должны быть заблокированы м-ду собой так, чтобы исключить ошибочные действия и обеспечить безотказое торм-ие.2Отказ в работе какого-либо аппарата не должен вызвать аварийн. Режима работы.3 Эл. оборуд-ие должно обладать ремонтопригодн-тью и сис-ма управл-ия должна быть ремонто- и контролепригодна.4 Тяговое оборуд-ие и соединит-ые цепи должны быть высоконадежны. 5 Аппараты сис-мы управл-ия должны иметь миним-ые массогабарит-ые показатели.6 Стоимость исис-м управл-ия и расходы на ТО и ТР должны быть небольшими.

Построение пусковой диаграммы для ЭПС с одним ТЭД

Для посоения пусковой диагаммы сначала необходимо опеделить и

где К_I –коэф-нт неавномер-ти по току.Далее строят авомаич-ую скоростную характ-ку R_П(V).Поднимаем ветикально вверх от и линии до автомат-ой скоростной характ-ки.Получаем точки B ’ и D ’ .Находим точки А и С:

Определяют точки B и D. Далее из точки D проводят горизонт-ую линию до пересеч-ия с прямой АВ в точке 11, а из точки // — вертикальную линию до пересечения с прямой CD в точке 10, далее из точки 10 — следующую горизонтальную линию и т.д., как показано в левой части рис. Отрезки между ломаной линией и осью ординат соответ-ют величинам сопрот-ий пускового реостата по позициям, а отрезки 1—2, 3 —4, 5 —6,7 —8, 9 —10 и 11 — D — ступеням пускового сопрот-ия, кот-е нужно выводить для получения колебаний тока от до . Для построения пусковой диаграммы точки 1, 2, . 10, 11 прямых АВ и CD соединяют горизон-ми линиями с прямыми А'В' и C'D' в правой части рисунка; по получ-ым точкам 1 ’ , 2', . 10 ’ , 11' можно построить пусковую диаграмму. Линии 2 ’ —3', 4' —5' и т.д. представляют собой отрезки реостатных

характеристик при пусковых сопрот-ях соответственно R₂, Rз и т.д. Для расчета начальной части пусковой диаграммы по значению α_нач и характер-ке силы тяги определяют начальный ток на первой позиции I_НАЧ Интервал между I_НАЧ и _I_1у разделяют таким образом, чтобы приращение ускорения при переходе с позиции на позицию было не более 0,4 м/с 2 при ненагруженном подвижном составе.

По токам I_НАЧ, I₂, I₃ вычисляют величины сопротивлений:

При выбранных таким образом пусковых сопрот-ях получается достаточно равномерная сетка реостатных характ-ик, что обеспечивает плавный пуск не только при расчетных условиях, но и в любых других режимах.

Виды эл-кого торможения

Эл-ое торможение ЭПС основано на применении обратимости эл-их машин. Эл-ая энергия вырабатываемая ТЭД в режиме торможения получается за счет кинетической энергии запасенной в ПС при его разгоне и за счет потенциальной энергии при подтормаживании на спусках. Эл торможение: реостатное и рекуперативное. Эл-ое торможение позволяет: ● повысить надежность ПС; ● повысить безопасность движения; ● снизить эксплуот-ые расходы на замену тормозных колодок; ● повысить качество сцепления колес с дорогой. Широко используется реостатное торможение. На ПС его используют вплоть до остановки. Рекуп-ое тормож-ие используют для подтормаживания на спусках. При реостатном торможении измен-ют направление тока только в якоре. Реактивный момент создаваемый эл. двигателем в режиме генератора будет направлен в сторону противоположную вращению якоря, вызывая торможение ПС. Для перехода с двигательного на генер-ый режим при рекупр. торможении нужно увеличить ток в обмотке паралл. возбуждения до тех пор пока E машины не превысит U сети. Применяют двигатели встречно смешанного возбуждения, хар-ки которых электрически устойчивы.

Способы перегруппировки ТЭД

1 – полное отключение силовой цепи ТЭД; 2 – короткое замыкание одного из ТЭД; 3 – шунтирование одного или обоих ТЭД; 4 – по схеме моста. Цель перегрупп-ки: расширить диапазон скоростей движ-ия ПС за счет изменения напряжения приходящегося на один ТЭД. При наличии на ПС нескольких ТЭД применяют их перегруппировку во время пуска с послед-го на паралл-ое соед-ие. Для ЭПС три первых способа не применяются т.к. при их реализации пусковая сила тяги снижается более чем в два раза, а продолжительность процесса 0,5-0,7с, это снижает ускорение ПС и большие потери эл. энергии. Перегруппировка по мостовой схеме проходит одну позицию 0,15-0,2с и вып-ся без потери силы тяги.

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭПС

Классификация систем управления ЭПС

Восьмиосные двухсекционные электровозы переменного тока ВЛ-80 всех разновидностей, оборудованные коллекторными тяговыми электродвигателями, являются основными грузовыми локомотивами железнодорожных линий, электрифицированных на переменном токе напряжением 25 кВ 50 Гц. Эти электровозы первоначально строились с установками, преобразующими переменный ток высокого напряжения в постоянный пульсирующий ток более низкого напряжения с помощью тягового трансформатора и игнитронных выпрямителей (1962-1964 гг.), а затем начиная с 1964 г. - с кремниевыми выпрямителями (электровозы ВЛ80к).

Файлы: 1 файл

Курсовой ЭПС.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

1. Проектирование систем управления электрическим подвижным составом переменного тока.

Подготовка исходных данных для расчета характеристик тяго вого двигателя и в целом электровоза.

Исходные данные

Тип электровоза

Напряжение на зажимах двигателя

Ступени ослабления возбуждения ТЭД

Нагрузка на ось

Скорость движения в номинальном режиме

КПД зубчатой передачи

Регулирование напряжения на ТЭД

Тип электрического торможения

Выбор исходных параметров и расчет номинальных величин заданного тягового двигателя.

При проектировании электрической части электровоза необходимо знать следующие параметры тягового двигателя: номинальные мощность Р_дн, ток I_Н и напряжение U_ДН; силу тяги F_КДН, скорость V_н и КПД h_дн в номинальном режиме; сопротивление обмоток двигателя a r_Д и его составляющих (обмотки якоря r_Я, обмотки возбуждения r_В, обмотки дополнительных полюсов r_ДП и компенсационной обмотки r_КО). Кроме этих параметров, необходимо иметь характеристики тягового двигателя при номинальном напряжении: скоростную V= f (I), электротяговую F_КД = f(I), КПД h_дн=f(I) и нагрузочную СФ=f(I_В). Часть из перечисленных параметров двигателя (P_ДН , U_ДН, V_Н, h_дн) задают, а остальные рассчитываются.

Расчет номинальных величин тягового двигателя ведут по следующим формулам:

U_дн · h_дн

где I_Н – номинальный ток двигателя, А; Р_ДН – номинальная мощность двигателя на его валу, кВт; U_ДН – номинальное напряжение двигателя, В; h_дн – КПД двигателя в номинальном режиме.

875 · 0,925

где F_КДН – сила тяги двигателя в номинальном режиме, кН; h_зпн – КПД зубчатой передачи двигателя в номинальном режиме h_зпн=0,975; V_Н – номинальная скорость движения поезда, км/ч.

Падение напряжения на сопротивлении обмоток двигателя Sr_Д грузовых электровозов в номинальном режиме составляет около 3% от номинального напряжения двигателя. Следовательно,

В общем случае с учетом шунтирования обмотки возбуждения резистором (ослабления магнитного поля)

где b – коэффициент ослабления магнитного поля или иначе коэффициент регулирования возбуждения.

Сопротивление отдельных обмоток двигателя рекомендуется принимать по табл. 1.1.

Таблица 1.1 - Сопротивление обмоток тягового двигателя с компенсационной обмоткой.

В таблице приведены следующие обозначения: b₀ – коэффициент ослабления магнитного поля при постоянной шунтировке обмотки возбуждения резистором, b₀=0,96 – для электровозов переменного тока (тяговые двигатели пульсирующего тока с наличием постоянной шунтировки обмотки возбуждения); Sr_Д – суммарное сопротивление обмоток тягового двигателя.

Sr_Д = 0,0096+ 0,00625 ·b + 0,0024 + 0,006

Расчет характеристик тягового двигателя при номинальном напр яжении и полном поле

Расчет характеристик двигателя V=f(I) и F_КД = f(I) ведем на основе использования некоторых обобщенных параметров задаваемых двигателей. В этом случае применяем так называемые универсальные характеристики двигателя [1], смысл которых заключается в следующем. Параметры I, V, F_КД характеристик двигателя с коэффициентом насыщения его магнитной цепи 1,7–1,9 выражены в относительных долях от значений этих величин при номинальном режиме и приведены в табл. 1.2.

Напряжение на пантографе (), 3000В

Номинальное напряжение на двигателе.(). 1500В

КПД тягового двигателя в часовом режиме . 0,94

КПД зубчатой передачи . 0,975

Давление от оси на рельсы,……………………………………..230

Ускорение одиночного электровоза при трогания с места,

на площадке,…………………………………………………….0,3

Ток часового режима . 440А

Количество двигателей . ……..6

Часовое значение приведённого магнитного потока …………………………………………………………….28,0

Узел схемы цепи управления. …. БВ

Кривая намагничивания в относительных единицах:

1. Определение номинальных величин.