Власне розрахунок характеристик

Розрахунок проведемо для номінальної потужності та для потужностей

, та . В якості прикладу приведений розрахунок лише базової характеристики, тобто для номінальної потужності.

Розрахуємо параметри двигуна за вищенаведими формулами у вищенаведеному порядку. Розраховуємо спочатку точку А, тобто ту, де маємо номінальні частоту, моенту та потік.

Електромагнатнупотужність знайдемо за (5.1):

кВт

Електромагнітний момент – за (5.2):

Магнітний потік, частоту струму ротора та сам струм ротора визначимо за формулами (5.3)–(5.5):

Вб

Гц

А

Тепер за виразами (5.6) та (5.7) знаходимо активну та реактивну складові струми фази статорної обмотки, а після за правилами знаходження геометричної суми знайдемо і сам струм фази статорної обмотки:

А

А

А

Струм намагнічування розрахований за данними щодо МРС в двигуні.

Решту параметрів (коефіцієнт потужності ТЕД, частота струму ротора, швидкість електровоза, момент на валу двигуна тасилу тяги на колесі) розрахуємо за формулами (5.8)-(5.12).

об/хв

км/год

Нм

кН

Розрахунок для частот від номіналної до максимальної виконуємо з перерахунком втрат в сталі, механічних та в обмотці ротора. Після цього відповідним чином перераховуємо активну складову струму та момент на валу. Перерахункові формули та приклад перерахунку самих втрат для частоти 100 Гц наведені нижче:

(5.13)

Вт

(5.14)

Вт

Втрати в роторі можна і не перераховувати, оскільки обраний закон регулювання – збільшення напруги на статорі до номінальної до досягнення номінальної швидкості, а далі її незмінність, – робить нам незмінним струм. а отже і втрати в роторі.

Перерахунок характеристик на іншу потужність необхідно виконувати, перерахувавши попередньо частоту обертання ротора, частоту струму ротора та частоту струму статора, а також напруги. Відповідно до того, що ми задалися метою перерахувати ці характеристики на потужності , та , то усі наведені дані, які потребують перерахунку відповідно так само зміняться на ці ж самі коефіцієнти – 0,5, 0,25 та 0,75. Це дасть нам можливість залишити момент на валу та потік на номінальномі значенні. Оскільки напруга у нас після номінальної швидкості не регулюється, то сила тяги при вказаних потужностях падатиме.

Результати розрахунків та характеристики двигуна наведені відновідно в таблицях 5.1–5.4 та на рисунках 5.3–5.6.

Таблиця 5.1 – Параметри двигуна при роботі на потужності кВт.

f1, Гц	U1, В	n1, об/хв	Mэ, кНм	Ф, Вб	f2, Гц	I’2, А	Iµ, А	I1х, А	Iа1, А	I1, А	cos φ	n, об/хв	v, км/	M2, кНм	Fк кН
71,73			14,46	0,055	1,73						0,97
81,73			12,69	0,055	1,73						0,96
86,73			11,96	0,055	1,73						0,96
91,84			11,29	0,052	1,84						0,96
102,04			10,16	0,047	2,04						0,96
112,24			9,24	0,043	2,24						0,96
122,45			8,47	0,039	2,45						0,98
132,65			7,82	0,036	2,65						0,98
142,86			7,26	0,033	2,86						0,97

Продовження таблиці 5.1

153,06			6,78	0,031	3,06						0,97
163,27			6,35	0,029	3,27						0,97
173,47			5,98	0,028	3,47						0,97
183,67			5,65	0,026	3,67						0,97
193,88			5,35	0,025	3,88						0,97
204,08			5,08	0,023	4,08						0,96

Таблиця 5.2 – Параметри двигуна при роботі на потужності Вт.

Таблиця 5.3 – Параметри двигуна при роботі на потужності Вт.

 

 

Продовження таблиці 5.3

40,82			6,35	0,029	0,82						0,97
43,37			5,98	0,028	0,87						0,97
45,92			5,65	0,026	0,92						0,97
48,47			5,35	0,025	0,97						0,96
51,02			5,08	0,023	1,02						0,96

 

Таблиця 5.4 – Параметри двигуна при роботі на потужності Вт.

На всіх поданих нижче рисунках лінії зеленого кольру відповідають потужності 0,25P_ном, червоного – 0,5P_ном, фіолетового – 0,75P_ном, синього - P_ном.

 

 

Рисунок 5.3 – Тягові характеристики

Рисунок 5.4 – Електротягові характеристики

Рисунок 5.5 – Регулюючі характеристики

Рисунок 5.6 – Характеристики