Выбор тягового энергетического оборудования пректного тепловоза

Выбор тягового электродвигателя

Выбор тягового электродвигателя будем производить из числа серийных двигателей, по известным размерам сердечника якоря (прототип ЭДУ-133).

 

 

Рисунок 1 – Сердечник якоря ТЭД

м

1. Электрическая мощность ТЭД:

(22)

- касательная мощность секции тепловоза кВт;

- число движущих осей секции тепловоза;

- КПД тягового зубчатого редуктора;

- КПД ТЭД в продолжительном режиме (для пассажирских).

2. Линейная скорость на поверхности якоря ТЭД при движении с конструкционной скоростью:

, принимаем

3. Линейная скорость на поверхности якоря ТЭД при движении тепловоза с расчётной скоростью:

, где (23)

- диапазон рабочих скоростей тепловоза

4. Линейная токовая нагрузка ТЭД в продолжительном режиме. Определяется по условию тепловой напряжённости якорной обмотки ТЭД, поэтому зависит от класса изоляции якорной обмотки, а также от скорости вращения якоря.

4.1 ТЭД с изоляцией якорной обмотки класса «Н»:

, А/м, где (24)

А/м

А/м

Возьмем А_∞=64500,83 А/м

- проверка выполняется

5. Требуемый коэффициент регулирования напряжения ТЭД.

(25)

Коэффициент показывает кратность изменения напряжения на входе ТЭД, которая необходима для возможности полного использования номинальной мощности тепловоза во всём диапазоне рабочих скоростей.

, где (26)

(27)

– минимальная степень ослабления возбуждения ТЭД (для тепловозов на режиме ОП2).

По условиям нормальной коммутации для некомпенсированных ТЭД. Обычно - для магистральных тепловозов. При этом

Принимаем

- проверка выполняется.

6. Магнитная индукция в воздушном зазоре ТЭД в продолжительном режиме.

, Тл, где (28)

- коэффициент, зависящий от конструкции ТЭД;

- коэффициент полюсного перекрытия ТЭД (для некомпенсированных ТЭД.

Тл

Проверка по условию насыщения магнитной системы ТЭД:

(29)

Тл

0,67 - проверка выполняется.

7. Среднее напряжение между коллекторными пластинами ТЭД при движении с конструкционной скоростью.

, В

В

Проверка по условию нормальной коммутации:

(30)

В – при толщине миканита 1,5 мм.

- проверка выполняется.

8. Максимальное напряжение между коллекторными пластинами ТЭД при движении с конструкционной скоростью.

, В, где (31)

2р=4 – число главных полюсов ТЭД;

- эффективный воздушный зазор под главным полюсом;

- коэффициент воздушного зазора.

В

Проверка по условию нормальной коммутации:

(32)

В –при толщине миканита 1,5 мм.

– проверка выполняется.

9. Реактивная ЭДС в якорной обмотке ТЭД при движении тепловоза с конструкционной скоростью.

, В, где (33)

- коэффициент рассеяния якорной обмотки.

В

Проверка по условию нормальной коммутации:

(34)

В

7,97 8 – проверка выполняется.

По итогам расчёта выбираю тяговый электродвигатель ЭДУ-133:

Параметры работы:

м А/м

2р=4

 

Выбор тягового генератора

1. Частота вращения якоря ТЭД при движении тепловоза с конструкционной скоростью.

, об/мин (35)

об/мин

2. Частота вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме.

, об/мин (36)

об/мин

3. Сила тока ТЭД в продолжительном режиме.

, A, где (37)

- число проводников якорной обмотки ТЭД (для тепловозов), где

К=232– число коллекторных пластин;

.

А

4. Напряжение ТЭД в продолжительном режиме.

, В (38)

В

5. Магнитный поток возбуждения ТЭД в продолжительном режиме.

, Вб, где (39)

– электрическая постоянная ТЭД, где (40)

а=р – число параллельных ветвей якорной обмотки ТЭД.

Вб

Проверка:

Ф_Д∞ ≤[Ф_Д∞] (41)

6. Максимальное напряжение ТЭД.

, В (42)

В

7. Допустимое напряжение ТЭД.

, В (43)

В

Проверка:

(44)

- проверка выполняется.

8. Максимальная сила тока ТЭД.

, А (45)

А

9. Допустимая сила тока ТЭД.

, A, где (46)

А – допустимая сила тока в параллельной ветви якорной обмотки ТЭД с классом изоляции «Н»;

2а=4 – число параллельных ветвей якорной обмотки.

А

Проверка:

(47)

- проверка выполняется.

 

 

10. Электрическая мощность тягового синхронного генератора.

, кВт, где (48)

- КПД выпрямительной установки в продолжительном режиме.

кВт

11. Напряжение и сила тока тягового генератора в продолжительном режиме.

, А, где (49)

– зависит от схемы подключения двигателей к тяговому генератору.

А

, В (50)

В.

Схема внешней характеристики ТЭД представлена в приложении № 1.