Электромеханические характеристики тяговых двигателей

Электромеханическая характеристика двигателей постоянного тока – это графическая зависимость частоты вращения и вращающего момента от тока двигателя, при условии, что напряжение подаваемое на двигатель постоянное.

n = f(Iя), Мвр = f(Iя), U = const.

Изменение тока двигателя при снятии таких характеристик осуществляется за счет изменения механической нагрузки на валу якоря. При увеличении механической нагрузки на валу частота вращения данного двигателя уменьшается значительно, а при малых механических нагрузках на валу, двигатель идет в разнос – n резко увеличивается. Вращающий момент изменяется почти прямо пропорционально изменению тока якоря, но чуть по параболе.

Ограничения в использовании электровозов

Использование электровозов ограничено:

условиями сцепления колес с рельсами;

мощностью тяговых двигателей - наибольшим напряжением, допустимым по коммутации, и тока в сочетании со временем его протекания, определяющими нагрев двигателей;

по напряжению на ТЭД;

по нагреву масла в трансформаторе;

ограничение по конструкционной скорости (обычно предель­но допустимая скорость движения электровоза ограничена проч­ностью коллектора и закрепления обмотки якоря, а лишь в от­дельных случаях — воздействием на путь);

на электровозах переменного тока при снижении напряжения в контактной сети до 19—21 кВ возможен отказ в работе асинхронных двигателей компрессоров, вентиляторов и насосов;

в голову поезда нельзя ставить более двух электровозов, включенных в тягу. Сила тяги на автосцепке локомотива, рабо­тающего на растяжение состава, не должна превышать при трогании с места 95 тс, а при разгоне и в движении — 130 тс;

по нагреву тормозных резисторов на электровозах, оборудованных электрическим (реостатным) тормозом;

при пересылке электровозов на другие дороги учитывают воз­можные ограничения по габаритам.

Понятие о тяговых расчетах

Производительность и рентабельность ж. дорог в значительной степени зависят от веса состава .С увеличением веса состава повышается провозная способность, сокращается число локомотивов, число работников, снижается стоимость перевозок.

Вес грузового состава определяют, исходя из условий пол­ного использования силы тяги и мощности электровоза в зави­симости от профиля пути, рода подвижного состава и степени использования машинистом кинетической энергии поезда. В зависимости от характера профиля пути расчет веса грузо­вого состава выполняют, исходя из условий движения:

-с равномерной (установившейся) скоростью по расчет­ному подъему. Для каждого типа локомотива установлена рас­четная скорость, с которой он должен следовать по расчетному подъему (для ВЛ80С — 45 км/ч, 25—29-я позиции). Расчетный подъем может быть не самым крутым, а затяжным, который нельзя преодолеть с использованием кинетической энергии поезда. Расчетную силу тяги электровоза принимают при мак­симальном напряжении и силе тяги в точке пересечения линии ограничения по сцеплению с тяговой характеристикой. Вес состава определяется по формуле:

Q = Fk-P(ωo+ip)/ω+ ip ,где

Fk — сила тяги электровоза;

Р — вес электровоза;

ωо — удельное сопротивление электровоза;

ω — удельное сопротивление вагонов;

ip — дополнительное удельное сопротивление от подъема и кривой.

Так как при следовании с составом на подъеме с расчетной силой тяги электровоз потребляет ток, значительно превышаю­щий значение часового режима, то установленный расчетом вес состава проверяют на нагревание обмоток тяговых двигателей.

-с неравномерной скоростью по труднейшим подъемам с полным использованием кинетической энергии поезда. Этим расчетом определяют путь, пройденный поездом определенного веса по подъему с первоначальной скоростью (допустим 70 км/ч) до расчетной (45 км/ч) по подъему большой крутизны. Если расчетный путь больше протяженности подъема, то вес соста­ва выбран правильно, если расчетный путь меньше протяжен­ности подъема, то вес состава необходимо уменьшить или на этих перегонах использовать подталкивающий локомотив.

В практике часто требуется проверить вес состава по усло­вию трогания с места, который можно взять с места без расцеп­ки при случайной остановке на подъеме. Если вес состава, оста­новившегося на подъеме, меньше полученного при расчете, его можно вывести с перегона, если нет, то для вывода с перегона надо затребовать вспомогательный локомотив. В связи с приме­нением унифицированных весовых норм приказами на дорогах указаны подъемы, при остановке на которых необходимо затре­бовать вспомогательный локомотив.

Во всех случаях полученный расчетом вес грузового состава проверяют специальными опытными поездками.