тягови двигатели

Най-широко се използва в индустрията са електрически двигатели на два вида: AC - трифазни асинхронни и DC - колектор с различни методи за възбуждане. Кое е по-добре да се използват локомотива?
Двигатели, които могат да бъдат използвани като сцепление на локомотива трябва да отговарят най-малко на две изисквания. На първо място, те трябва да бъдат предоставени правомощия да контролира широка гама от честотата на въртене. Това ви позволява да променяте скоростта на влака. Освен това е необходимо, за да може да регулира широк спектър на натиск, т.е.. Е. въртящия момент от двигателя. По този начин, електромоторът трябва да осигури значителна тяга по време на влак се дърпа, му ускорение, при преодоляване на стръмни изкачвания и др. Н. И това намаляване в по-светъл условия на шофиране.
От гледна точка на организацията на движение, би било желателно да се обучават, независимо от промените в устойчивост на движение се движи с постоянна скорост, или тази скорост ще бъде леко намаля. В този случай връзката между F на сила на тягата и скоростта и движение (фиг. 11, както и) ще представлява правоъгълна координатни оси вертикална права линия 1, успоредна на ос F, или леко наклонена линия 2. Връзката между силата на натиск, генерирани от двигателя на локомотив, и скорост на неговото движение се нарича сцепление характеристика и го представлява графично както е показано на фиг. 11 или в таблици.

Показано на фиг. 11 (а), характеристики тягови са твърди. В случай на постоянни показатели консумираната мощност двигатели и равна на произведението от скоростта на тяга, като например по наклони, се увеличава пропорционално на подемните сили (продукта е много по-малко V1F1 V2F2, вижте. Фиг. 11, както и). Рязкото нарастване на потреблението на енергия води до необходимост да се увеличи мощността на двата двигателя и подстанции сцепление, по-голяма площ на напречното сечение на суспензия контакт поради разходите за пари и редки материали. Това може да бъде избегнато чрез осигуряване характеристика на двигателя, при която с увеличаване на съпротивлението на движението на влака намалява скоростта му автоматично, т.е.. Е. т.нар мека характеристика (Фиг. 11 В). Той има формата на крива, наречена хипербола. Двигател с тяговата характеристика ще работи с постоянна мощност (V1F1 = V2F2). Въпреки това, когато се движат на тежки съединения върху наклони, когато голяма сила на тягата, влак ще се движи с много ниска скорост, като по този начин рязко ограничаване на капацитета на железопътния участък. Приблизително локомотиви имат такава характеристика, тъй като силата на тяговите двигатели е ограничен от капацитета на дизелов двигател. Това важи и за парата тяга, в която енергия е ограничен капацитет бойлер.
Силата разработен от тягови електродвигатели, почти неограничен източник на захранване капацитет. След получаване на електрическа енергия чрез контактната мрежа и тягови подстанции на електроенергийните системи обикновено имат капацитет непропорционално голяма електрическа енергия. Следователно, когато създава електрически търси характеристика, показана на Фиг. 11, (б) пунктирана линия. Електрически двигатели оборудвани с тази характеристика, може да се развие значителна сила на сцепление на стръмен наклон на сравнително висока скорост. Разбира се, енергията, потребявана от тяговите двигатели в голяма сила на тягата се увеличава (V1'F1 малко по-V1F1), но това не води до внезапно претоварване на електроенергийната система.

Възбуждането намотка може да бъде свързан в паралел с котвата намотка (Фиг. 12а) и в серия с нея (фиг. 12Ь). Тези двигатели са посочени като двигатели съответно успоредни и последователно възбуждане. Двигатели също се използват, в която има две нива ликвидация - паралелен и сериен. Те се наричат ​​смесени възбуждане мотори (фиг. 12в). .. Ако полето намотка включени в, т.е. те създават се добавят магнитни потоци, тези двигатели са наречени на двигателя според възбуждане; Ако потоци се изважда, имаме контра-двигатели. Нанесете и отделна възбуждане. възбуждане намотка задвижвани от автономна (независим) източник на енергия (фиг. 12 д).
За да се оцени възможността за контрол на скоростта на двигателя DC припомни, че по време на въртене в магнитно поле на проводниците на котвата на двигателя ликвидация него настъпва (индуцирана) електродвижеща сила (напр. G. S). Посоката се определя, като се използва най-известните правилото дясно. В този случай токът течащ през котвата проводници от източник на захранване, противоположно насочено индуцируем напр. г. а. Напрежение Уд, която се поставя в двигателя е базирана електронна. г. а. предизвикана от котвата намотка, и спад на напрежението в автомобилната obmot-Ка:

където I - ток на мотора; R EF - еквивалентно съпротивление на намотките на двигателя.
Стойността на д. г. а. Е е пропорционална на магнитния поток и скоростта, с която се пресичат проводниците линиите на магнитна сила, т.е.. E.

където С1 - коефициент като се вземат предвид характеристики на дизайна на двигателя (брой двойки полюси, броят на активните проводници на котвата навиване и броя на успоредни клонове на котвата намотка) и от стойностите на величините, използвани във формулата; F - магнитен поток; N - скорост на въртене котвата на двигателя. след това

Тази формула позволява да се определи връзката между ротационната честотата и поток с постоянна стойност на приложеното напрежение. Еквивалентната съпротивлението на намотките на двигателя е малък и обикновено е по-малко от една десета ома. Ето защо, без осезаем грешка, може да се предположи, че п. Уд. C1F.
Ето защо, DC скоростта на двигателя може да се регулира чрез промяна на захранващото напрежение към нея (право пропорционално) или магнитно поле поток (обратна пропорционалност). И двата метода за контрол на скоростта се използват на локомотиви.
Как действа на въртящия момент от токът на котвата? Ако Свържете проводниците на котвата на двигателя ликвидация към електрическата мрежа, на ток, преминаващ през тях, да взаимодейства с магнитното поле на полюсите, ще принуди действа от всеки тоководещи проводници. Комбинираният ефект на тези сили се създаде въртящ момент М, което е пропорционално на тока на котвата и магнитния поток F полюсите, т.е.. E.

Виж, където - коефициент, който взема предвид размера на количествата във формулата, броят на проводниците на котвата намотка и другите параметри на двигателя.
От тази формула може да се види, че въртящият момент не зависи от приложеното напрежение.
За конструиране на сцепление характеристика на постояннотоковия двигател, е необходимо да се п скорост вариация и въртящ момент М, като функция на ток при различни методи за възбуждане двигатели. С увеличаване на натоварването на двигателя, например в случай на преодоляване на вдигането на постоянно напрежение Ud ще се увеличи, а токът на котвата, така че да се преодолее допълнително натоварване, моторът трябва да се развие голяма сила на тягата, а оттам и мощността (както е добре известно, P = UDI).
За двигатели с плъзгащи може да се счита, че ток на възбуждане не варира в зависимост от натоварването. Следователно, не се промени, и магнитния поток. Тъй като съпротивлението R EF котвата на намотката е малка, тогава в съответствие с уравнение (3) няма да увеличи значително продукт IRD при постоянна Ud и F. Това означава, че оборотите на двигателя с шунт, когато се увеличава натоварване намалява до известна степен (Фиг. 13а), и увеличаване на въртящия момент, пропорционално на ток, който е представена графично с права линия, преминаваща през началото.
Приблизително същата производителност ще бъде двигатели с независимо възбуждане, освен ако не се променя възбудителния ток.

Помислете за същата производителност за мотор с поредица възбуждане (вж. Фиг. 12б). Такъв мотор магнитен поток зависи от натоварването, тъй като възбуждане навиване на тока на котвата потоци. Честотата на въртене на котвата, както се вижда от формула (4), и е обратно пропорционална на потока с увеличаване на котвения ток I, а оттам и на магнитен поток F, рязко намалява (фиг. 13Ь). въртящ момент на мотора, а напротив, се увеличава рязко като едновременно увеличаване на тока на котвата и тя зависи от възбуждане магнитния поток.
За малки натоварвания магнитните увеличава потока пропорционално на тока и въртящия момент, от формула (5), - квадрата на тока на котвата. Ако натоварването се увеличава значително, токът на двигателя ще се увеличи до такава степен, че става дума насищане магнитна система. Това ще доведе, че скоростта на въртене се намалява в по-малка степен. Но след това тя започва да расте по-интензивно ток, а оттам и потреблението на енергия от мрежата. Скоростта на влака малко стабилизира. В зависимост арматура скорост на въртене п, на въртящ момент М и ефективност. от тока на двигателя I се нарича електромеханични характеристики на вала на тяговия двигател на постоянно напрежение Ud. доставят на тяговия двигател и постоянна температура солна намотки 115 ° С (ГОСТ 2582-81).
Според електро-механични характеристики на двигателя може да го изгради сцепление. За да направите това, да вземе редица текущите стойности и определяне на характеристиките на съответния скорост и въртящ момент. Както скоростта на двигателя е лесно да се изчисли скоростта на влака, известен като предавателно отношение Бих и диаметър колоос на зъбно колело езда:

Както се използва размери теория сцепление скорост на котвата на тягов двигател, изразена в оборота / мин и се измерва скоростта на влака в км / ч, с формула (6), като съотношението съвпадение тези размери под формата

... Знаейки въртящ момент на вала на двигателя, както и загубите в предаването на въртящия момент от вала на двигателя Двойката сцепление колело, което се характеризира с предаване на ефективност може да се получи и тяга сила развива една и след това всички колела двойки електрически:

Nkd където - броят на тяговите двигатели на локомотив или шофиране двойки колела.
Получените данни са изграждане на отговор сцепление (вж. Фиг. 11).
В електрическа железница сцепление, както в повечето случаи използването на DC серия възбуждане двигатели. като мек сцепление характеристика. Такива двигатели, както е отбелязано по-горе, при високи натоварвания, дължащи се на намаляване на скоростта консумират по-малко енергия от системата за захранване.
Тягови двигатели са последователно възбуждане и други предимства в сравнение с двигателите шънт. По-специално, в изграждането на тяговите двигатели, монтирани на отклонения производствени точност, химичния състав на материалите за мотори и т. П. Създаване на двигатели с абсолютно идентични характеристики е практически невъзможно. Поради разликите в характеристиките тягови двигатели, монтирани на един локомотив в неравностойно възприема товара. Претоварване равномерно разпределени между двигателите на серия възбуждане тъй като те имат мек тягова характеристика.
Въпреки това редица възбуждане двигатели имат много сериозен недостатък - локомотиви с тези двигатели са склонни към локомотив wheelslip, понякога в подвижния гъвкави. Този недостатък е особено силно се проявява след влака, когато масата се ограничава до изчислената коефициента на сцепление. Твърдо характеристика в много по-голяма степен помага спре локомотив wheelslip, тъй като в този случай, на тягата намалява драстично, дори с малка пързалка и по-голям шанс за възстановяване на педала на съединителя. недостатъци тяговия двигател на серия възбуждане, кандидатства, че не може автоматично да превключва в режим на електрическата спирачна: необходимо е да се по-рано промените начина на шофиране на тяговия двигател.