Проверка массы состава по нагреванию электрических машин

Мощность тягового двигателя ограничивается нагреванием его обмоток. Установить ограничение по мощности тяговых двигателей в токовых или тяговых характеристиках нельзя, так как температура нагрева зависит не только от нагрузки, тепловых параметров обмоток и условий вентиляции, но и от времени, в течение которого двигатель работает с этими нагрузками.

Длительная работа тяговых двигателей с большими токами может привести к нагреву обмоток до недопустимо высоких температур, что вызовет преждевременное старение изоляции с этими нагрузками.

Все расчеты на нагревание тяговых машин производят путем определения превышения температуры лимитирующих обметок над температурой наружного воздуха. Проверку на нагревание электрических машин следует выполнять по ранее построенным интегральным кривым I= f(S), которую переносят на планшет I=f(S) по диаграмме тепловых коэффициентов.

Проверка производится по формуле

(8.1)

где - перегрев обмоток генератора или двигателя, ⁰С;

– величина начального перегрева,

– перегрев при установившемся длительном режиме (для данного значения

Δt – промежуток времени, в течение которого величина тока принимается постоянной, мин;

Т – тепловая постоянная для данного значения

Интервал времени Δt следует выбирать так, чтобы было выдержано соотношение

(8.2)

Графические зависимости тепловых параметров τ_∞ и Т от тока нагрузки тяговых электродвигателей приведены в [ПТР]. Для определения тока ТЭД необходимо значения силы тока генератора разделить на число параллельных ветвей в электрической схеме.

При холостом ходе охлаждение обмоток определяется по формуле:

(8.3)

где τ₀ – перегрев обмоток начале холостого хода, С;

Т – постоянная времени при езде без тока.

Расчет удобно выполнять с помощью табл. 6.

После выполнения всех таблиц визуально находим наибольшую температуру нагревания – τ_maх. Далее производим сравнение полученной температуры перегрева τ_maх с наибольшим допускаемым превышением температуры нагревания обмоток τ_доп для того класса изоляций, какую имеют обмотки электрической машины локомотива заданной серии, которые приведены в ПТР. Расчеты были произведены в программе Microsoft Excel

Таблица 6 Расчет перегрева тяговых электрических машин

N элемента	Iн, А	Iк, А	Iср, А	T, Мин		Δt, мин		, 0C	τ0 ,0C
				1,1		0,04782		8,3695	0,952		33,26
				0,3		0,01304			0,9869	41,695	41,15
				0,6		0,02608		3,3913	0,9739	41,151	40,078
				0,4		0,01739		2,1913	0,9826	43,469	42,713
				0,4		0,01739		2,6956	0,9826	44,904	44,123
				0,7		0,03043		4,8695	0,9695	46,819	45,394
				0,5		0,02173		3,8043	0,9782	50,264	49,171
				0,7		0,03043		5,3260	0,9695	52,975	51,363
				0,8		0,03478		4,8	0,9652	56,689	54,717
				0,6		0,02608		3,4695	0,9739	59,517	57,965
				2,1		0,09130		11,504	0,9086	61,434	55,825
				0,4		0,01739		2,2260	0,9826	67,329	66,158
				0,4		0,01739		2,1913	0,9826	68,384	67,195
				0,2		0,00869		1,1565	0,9913	69,386	68,783
				0,7		0,03043		4,2	0,9695	69,940	67,811
				0,8		0,03478		5,9130	0,9652	72,011	69,506
						0,13043			0,8695	75,419	65,582
				2,2		0,09565		12,339	0,9043	65,582	59,309
				0,5		0,02173		2,739	0,9782	71,648	70,090
				1,4		0,0608		8,0956	0,939	72,830	68,396
				1,1		0,04782		6,6	0,9521	76,492	72,83
				2,4		0,10434		14,504	0,8956	79,43	71,145
				7,5		0,32608			0,6739	85,649	57,720
				1,4		0,0608		9,4956	0,939	57,720	54,207
				0,4		0,01739		2,8869	0,9826	63,702	62,594
				0,2		0,00869		1,4347	0,9913	65,481	64,91
				2,2		0,09565			0,9043	66,347	60,000
											1686,3

= 85,6 C

t_окр = 20⁰C

t_доп = + t_окр

t > t_доп

t_доп = 85,6 + 20 = 105,6⁰C

105,6<120⁰C

По полученным данным мы можем сделать следующие выводы: данный локомотив серии ВЛ80c может вести состав массой 3636 т без перегрева ТЭД.