4.2 Расчёт тяговой характеристики тепловоза и его КПД
Расчёт тяговой характеристики тепловоза Fk = f(Vk) производится по упрощенным формулам[1,2,3,], используемых в заводских расчётах.
Используемые электромеханические характеристики ТЭД снимаются при определенных значениях токов I и напряжений на ТЭД UТЭД. В проектных тепловозах мощность локомотива, а, следовательно, и мощность и напряжение ТЭД обычно отличаются от тех, при которых сняты электромеханические характеристики.
Поэтому, при расчёте скорости движения тепловоза Vk учитывается её изменение от изменения напряжения на ТЭД пропорционально изменению противо-ЭДС, т.е.
, (4.10)
где V - скорость движения тепловоза при напряжении на ТЭД U= UТЭД;
V - то же при напряжении U= UТЭД, взятом из известных электромеханических характеристик ТЭД.
При расчёте момента ТЭД МТЭД (а, следовательно, и силы тяги FК.ТЭД) его изменение от подводимого напряжения не учитывается, т.к. расчёт МТЭД производится при одних и тех же токах, а
МЭМ.ТЭД= CМ*Ф*I, (4.11)
т.е. при одних и тех же токах электромагнитный момент МЭМ двигателя не меняется. А изменение момента на валу ТЭД от изменения магнитных и механических потерь в нем, не учитываем ввиду их малости.
Остальные расчетные параметры приведены ниже и сведены в табл. 3.
Расчет проводится по электромеханическим характеристикам ТЭД при полном поле = 1,0 и двух ослабленных магнитных полях 1=0,66 и 2= 0,44.
Суммарное сопротивление якорной цепи равно [1]:
Rc= Rя + *RГ.П. + RД, Ом (4.12)
где Rя, RГ.П., RД - активные сопротивления якорной цепи ТЭД, их величины взяты из [1.3] и приведены в исходных данных.
Rc= 0,012 + *0,0092 + 0,0078
При = 1,0; Rc= 0,029 Ом;
1= 0,66; Rc= 0,026 Ом;
2= 0,44; Rc= 0,024 Ом.
4.2.2 Суммарное сопротивление якорной цепи при прогретом до tГ =115 С ТЭД равно:
RСГ = Rс[1+ KГ*(tГ - tН)], (4.13)
где KГ = 0,004 Ом / С - температурный коэффициент сопротивления меди;
tН = 20 С - температура, при которой определялись сопротивления обмоток.
При = 1,0; Rc.г = 0,040 Ом;
1= 0,66; Rc.г. = 0,036 Ом;
2= 0,44; Rc.г. = 0,033 Ом.
Противо-ЭДС проектного тепловоза:
EТЭД = UТЭД - (IТЭД* RС.Г + Uщ), (4.14)
где Uщ = 2 В - падение напряжения на коллекторно-щеточном переходе ТЭД;
UТЭД - шесть значений напряжений ТЭД, определяемых формулой (4.4).
Заносим в расчётную табл.3 шесть значений напряжений
Uтэд - из имеющихся электромеханических характеристик ТЭД (табл. 2) при принятых токах ТЭД IТЭД (6 значений).
Противо-ЭДС ТЭД EТЭД, при которой сняты электромханические характеристики, вычисляется по формуле, аналогичной (4.14):
EТЭД = UТЭД - (IТЭД* RС.Г + Uщ), (4.15)
Из имеющихся электромеханических характеристик,заносим в сводную таблицу значения чисел оборотов ТЭД nТЭД и момента МТЭД при принятых значениях токов ТЭД IТЭД.
Частота вращения якоря ТЭД проектного (заданного) локомотива определяется:
nТЭД = nТЭД* ( EТЭД / EТЭД), (4.16)
Скорость движения локомотива равна [1]:
Vk = 0.1885*nТЭД*Dk / µз, км/ч (4.17)
где Dk = 1.25 м - диаметр колеса по кругу катания;
Сила тяги проектного локомотива определяется выражением:
Fk = 2*МТЭД*m*µз*з / Dk, Н (4.18)
Все параметры данной формулы приведены в исходных данных (табл. 1).
Касательная мощность Pk проектного локомотива:
Pk = Fk*Vk / 3.6, кВт. (4.19)
КПД тепловоза определяется формулой, аналогичной (3.13):
Т = , о.е. (4.20)
В табл. 4 приведены основные параметры тепловоза в длительном режиме.
Таблица 4
Параметры |
Fk, кН |
Vk, км/ч |
Pk, кВт |
P1ТЭД, кВт |
PТЭД,кВт |
Pk,кВт |
nдл, об/мин |
|
Величины |
299,9 |
26,4 |
2200 |
410,3 |
375,4 |
2462 |
484 |
|
Параметры |
nмакс,об/мин |
п,о.е. |
fp, о.е. |
,о.е. |
р,о.е. |
т,о.е. |
Pн,кВт |
|
Величины |
1833 |
0,849 |
0,748 |
0,88 |
0,208 |
0,307 |
14,97 |
- Введение
- 1. Краткое описание электропередачи мощности тепловоза 2ТЭ121
- 2. Основные исходные данные для расчета тягово-энергетических характеристик проектного тепловоза
- 3. Расчёт основних параметров передачи мощности тепловоза в длительном режиме
- 4. Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза и его КПД
- 4.1 Расчёт и построение внешней характеристики тягового генератора
- 4.2 Расчёт тяговой характеристики тепловоза и его КПД
- 4.3 Расчёт касательной силы тяги тепловоза, ограниченной сцеплением колёс с рельсами
- 4.4 Построение тягово-энергетических характеристик тепловоза 2ТЭ121
- Заключение
- 2. Определение тягово-энергетических параметров
- Основные технические характеристики тепловозных тяговых генераторов.
- 3.3. Компоновочная схема тепловоза 2тэ121
- 6.3 Расчет и построение тяговой характеристики тепловоза
- 6) Сравнение тепловоза 2тэ121 с электровозом вл11м.
- Определение тяговой характеристики тепловоза
- 1. Выбор тепловоза–образца
- Устройство тяговых электродвигателей тепловозов