Выбор дизель-генераторной установки

Выбирать серию тягового генератора будем по двум условиям:

1) по допустимым электромагнитным нагрузкам в продолжительном режиме;

2) по обеспечению требуемого диапазона регулирования напряжения.

1. Выбор тягового генератора

, А/м, (51)

1.1 J_1d =0,5·J_г∞,А (52)

J_1d =0,5·5133=2566,5 A

1.2 U_1d=U_г∞,=290,01 В (53)

1.3 Действующее значение фазной ЭДС

(54)

1.4 Угол коммутации вентилей (диодов) выпрямительной установки

, (55)

Если полученное значение превышает , то необходим пересчёт по другой формуле: - пересчёт по другой формуле не требуется.

 

1.5 Действующее значение тока статора

 

А (56)

z=144 – число пазов статора;

м – диаметр сердечника статора;

– число параллельных ветвей обмотки статора.

А/м.

Необходимо подобрать серийный генератор так, чтобы А/м.

– удовлетворяет условию.

2. Для определения требуемого диапазона регулирования напряжения ТЭД, необходимо определить номинальную частоту вращения ротора ТГ.

Для определения номинальной частоты вращения ротора воспользуемся основным уравнением ТГ, как электрической машины.

, где (57)

- коэффициент полюсного перекрытия ТГ;

- обмоточный коэффициент;

- коэффициент формы электромагнитного поля;

Тл – магнитная индукция в воздушном зазоре, при работе генератора с максимальным напряжением;

м – длина якоря ТГ;

- продолжительная электромагнитная мощность тягового синхронного генератора, кВА, где (58)

- коэффициент мощности в продолжительном режиме;

кВА

- кратность регулирования напряжения тягового генератора (59)

Из основного уравнения можно получить зависимость для предварительно выбранной серии тягового генератора.

(60)

;

- минимально возможная частота вращения ротора тягового генератора на номинальном режиме;

- максимально возможная частота вращения ротора тягового генератора на номинальном режиме (по условию механической прочности генератора);

, об/мин, где (70)

м/с – предельно допустимая линейная скорость на поверхности ротора;

об/мин.

Окончательно номинальную частоту вращения можно выбрать в пределах с учётом технических параметров дизеля.

, принимаем об/мин.

3. Выбор дизеля.

В качестве энергетической установки будем использовать дизель из мощностного ряда Д49.

Основное уравнение ДВС:

, МПа, где (71)

(72)

z=12 – смотри приложение №2.

МПа

При z=12: 1,1 МПа – условие выполняется.

Окончательно выбираем следующие параметры ДГУ:

Дизель Д49: z=12; МПа; об/мин.

Тяговый генератор ГС-515: В; кВт.

 

Оценка параметров тягового зубчатого редуктора

1. Параметр работы ТЭД на проектируемом тепловозе.

1.1 Частота вращения при движении с конструкционной скоростью

(73)

1.2 Частота вращения в продолжительном режиме:

(74)

1.3 Вращающий момент на валу ТЭД в продолжительном режиме:

(75)

2 Выбор конструкции тягового привода проектируемого тепловоза.

2.1 Класс тягового привода 3 класса.

2.2 Диаметр колеса:

2.3 Тип зубчатой передачи: односторонняя передача

3 Выбор параметров ТЗР.

3.1 Передаточное отношение:

(76)

3.2 Модуль зубчатого зацепления:

3.3 Диаметр делительной окружности большого зубчатого колеса:

, мм, где (77)

- расстояние между нижней точкой корпуса редуктора и головкой рельса; для ТП III класса;

мм – расстояние между вершиной зуба большого зубчатого колеса и кожухом редуктора.

3.4 Число зубьев большого зубчатого колеса:

(78)

3.5 Число зубьев шестерни:

(79)

Значения следует принимать взаимно простыми, с наибольшим общим делителем равным 1.

Принимаем: 71:29

3.6 Диаметр делительной окружности шестерни:

, мм (80)

мм

Проверка: для приводов I и III классов на возможность посадки шестерни на вал тягового двигателя:

, где

мм

- проверка выполняется.

4. Компоновка ТЭД и ТЗР

4.1 Централь тягового зубчатого редуктора:

, мм, где (81)

- коэффициенты коррекции зубьев шестерни и колеса при проектировании косозубых передач.

мм

4.2 Предельное значение шестерни остова ТЭД:

, мм, где (82)

мм – диаметр вала.

мм

Проверка:

Для 4-х полюсных ТЭД: мм

- проверка выполняется.

4.3 Предельное значение высоты остова ТЭД:

, мм, где (83)

мм – клиренс ТЭД, для ТП III класса;

мм – превышение оси вала ТЭД над осью колёсной пары.

мм

Проверка:

, где (84)

- проверка выполняется.

Эскиз полученного колёсно-моторного блока представлен в приложении №3.

 

РАСЧЁТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА