|
Свойства и характеристики ТЭД постоянного тока
. Свойства и характетики
электродвигателей постоянного тока определяются, преимущественно, способом
включения обмотки возбуждения по отношению к обмотке якоря.
В технике и на локомотивах нашли применение электродвигатели постоянного
тока со следующими системами возбуждения:
последовательным возбуждением;
параллельным возбуждением;
смешанным возбуждением;
независимым (от постороннего источника электрической энергии).
тяговой электродвигатель питание ток
. Электромеханические характетики тепловозного тягового электродвигателя
На большинстве серий тепловозов с электрической передачей и электровозах
применяют последовательное включение обмотки возбуждения с обмоткой якоря.
Почему
же
система
последовательного
возбуждения
оказалась
предпочтительнее для локомотивной тяги?
Основными характетиками двигателей постоянного тока являются так
называемые электромеханические характетики, которые позволяют оценивать
характер изменения вращающего момента М
тэд
на якоре ТЭД, частоты его вращения n
и кпд η в зависимости от тока I нагрузки (двигателя), т.е. М
тэд
= f(I), n = f(I), η = f(I).
На . 58 приведены электромеханические характетики тепловозного ТЭД.
При трогании с места и разгоне локомотива его тяговые электродвигатели
должны создавать наибольший вращающий момент М
тэд
и силу тяги F
к
,
соответственно. Э.д.с. Е на этом режиме работы ТЭД имеет минимальное значение,
так как зависит от частоты вращения якоря, а сила тока I в обмотках якоря ТЭД,
наоборот, окажется близкой к наибольшему значению. В ТЭД с последовательным
возбуждением ток возбуждения i
в
равен току обмоток якоря I, следовательно,
величина магнитного потока Ф при разгоне двигателя достигает также наибольшего
значения.
Учитывая то обстоятельство, что величина магнитного потока Ф, в основном,
зависит от силы тока возбуждения i
в
, то можно сделать вывод, что для ТЭД с
последовательным возбуждением величина вращающего момента М
тэд
, которая
пропорциональна квадрату силы тока якоря I
2
(М
тэд
≡ I
2
), будет наибольшей по
сравнению с другими системами возбуждения, как и значение силы тяги F
к
на
колесных парах локомотива, так как F
к
= М
тэд
/R
к
, где R
к
- радиус колеса.
Соответственно, тепловоз с ТЭД с последовательным возбуждением будет иметь
наилучшие разгонные качества и тяговые свойства.
Можно отметить, что ТЭД с последовательным возбуждением лучше переносят
перегрузки. Поэтому ТЭД с такой системой возбуждения применяют в тяжелых
условиях пуска и разгона, что, собственно, и характеризует условия трогания с места
и разгона тепловозов с составом.
Можно также отметить, что ТЭД с последовательным возбуждением более
ппособлены к перегрузкам по сравнению с ТЭД с другими системами возбуждения,
что очень важно при их работе в качестве приводов колесных пар тепловозов с
электрической передачей и электровозов, а также грузоподъемных механизмов
(лифты, краны и др.)
К достоинствам ТЭД с последовательным возбуждением также нужно отнести и
то обстоятельство, что они обеспечивают более равномерное распределение нагрузок
на каждый двигатель в случаях неравномерного износа бандажей колесных пар
локомотивов и появления заметной разницы в диаметрах круга их катания. При
заметной разнице диаметров колес и расхождении электромеханических характетик
ТЭД одной тележки или тепловоза возникает неравенство сил тяги, создаваемых
различными колесными парами при взаимодействии с рельсами. Эти обстоятельства
повышают вероятность возникновения боксования тех колесных пар локомотива, на
которых реализуются большие значения силы тяги. Разница в диаметрах колес также
негативно сказывается на реализации тормозной силы, создаваемой тормозными
средствами самого локомотива.
Недостатком двигателей с последовательным возбуждением является то, что
при малых внешних нагрузках (например, при движении локомотива в режиме тяги на
спуске) величина магнитного потока Ф заметно уменьшается, а частота вращения,
наоборот, гипотетически может сильно вырасти, т.е. двигатель может пойти вразнос.
Для исключения этого явления колесные пары тепловоза жестко соединены с якорем
ТЭД постоянного тока через тяговый редуктор.
Необходимо отметить, что на некоторых сериях современных тепловозов и
электровозов стали применять независимую систему возбуждения ТЭД, когда обмотка
возбуждения статора питается от постороннего источника постоянного тока.
Двигатели с независимым возбуждением имеют жесткую электротяговую
характетику, т.е. зависимость V = f(I) представляет собой почти горизонтальную
линию. Это означает, что скорость движения локомотива с поездом может быть
практически постоянной на любом по трудности элементе профиля.
В целом, применение независимой системы позволяет оптимизировать
характетики ТЭД и получить оптимальные тяговые свойства локомотива с
электрическим приводом колесных пар. Однако при этом значительно усложняется
система регулирования тока возбуждения ТЭД.
Do'stlaringiz bilan baham: |
