Расчет и построение внешних характеристик преобразовательной установки применительно к одному тяговому двигателю

Введение

Российские железные дороги занимают ведущее место по протяженности электрифицированных линий, протяжённость которых составляет

40,5 тыс. км или 46,8 % общей сети длины. При этом на линиях с электротягой выполняется около 70 % общего объёма железнодорожных перевозок. На электрифицированных участках железных дорог основные эксплуатационные показатели, определяющие эффективность перевозочного

процесса на 25–30 % выше, чем при автономной тяге, а себестоимость перевозок и удельный расход условного топлива в 1,5–2 раза ниже.

Система переменного тока промышленной частоты имеет ряд преимуществ по сравнению с системой постоянного тока. Длительный опыт

эксплуатации электровозов переменного тока подтверждает их преимущества. Поэтому дальнейшая электрификация железных дорог России ведется в основном по системе переменного тока.

Учебное пособие ориентирует на выполнение практических расчетовпараметров основного электрооборудования и построение электромеханических характеристик электроподвижного состава (ЭПС), разработку силовой схемы и алгоритма её управления в режиме тяги и рекуперативного

торможения, составление схем цепей управления основным электрооборудованием и выбор системы защиты силовых цепей ЭПС.

Системы управления должны надежно обеспечивать исполнение заданных режимов работы электровоза, быть эффективными и максимально

использовать тягово-тормозные качества и энергетические характеристики

ЭПС.

В учебном пособии систематизирована методика расчёта и проектирования электрической части для ступенчатого и плавного принципов регулирования напряжения на тяговых двигателях ЭПС переменного тока.

Исходные данные:

Номинальное напряжение контактной сети  Uсн :         25 кВ

Нагрузка на ось колесной пары  2П :                              240 кН

Число двигателей  nд :                                                       6

Номинальная мощность тягового двигателя  Рдн :           750 кВт

Система регулирования напряжения :                             плавное

Вид электрического торможения :                                   рекуперация

Скорость движения электровоза в ном.режиме Vн :     40 км/ч                                                                

Номинальное напряжение двигателя Uдн:                       800 В

КПД двигателя в номинальном режиме Ƞдн:                    0,91

Коэффициенты регулирования возбуждения :

β1 :                                                                                         0,8

β2 :                                                                                         0,6

β3 :                                                                                         0,4

1.Расчет номинальных величин заданного тягового двигателя

Номинальный ток двигателя:              

[pic 1]

где    – номинальный ток двигателя, А;[pic 2]

 - номинальная мощность двигателя на его валу, кВт;[pic 3]

 – номинальное напряжение двигателя, В;[pic 4]

 – КПД двигателя в номинальном режиме[pic 5]

[pic 6]

Сила тяги двигателя в ном.режиме:      

[pic 7]

где   – сила тяги двигателя в номинальном режиме,кН;[pic 8]

 - КПД зубчатой передачи двигателя в ном.режиме:  Ƞзпд= 0,975;[pic 9]

 – номинальная скорость движения поезда, км/ч.[pic 10]

[pic 11]

        Падение напряжения на суммарном сопротивлении обмоток двигателя ∑rд грузовых электровозов в номинальном режиме составляет около 3% от номинального напряжения двигателя.