Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 66
Текст из файла (страница 66)
В зависимости от р а с п р е дел е н и я п от о к о в м о щности многопоточные ЭМПделятся надвухпоточные и трехпоточные. Двухпоточные чаще всего бывают ЭМП с одним обращением режимов, у которых в качестве механической части используется однорядный дифференциальный ряд. Мощность передаетея механическим и электрическим потоками. В электродннамических 331 передачах мощность разветвляется на электрический и электромагнитный потоки. Трехпоточными в большинстве случаев являются ЭМП с двумя обращениями режимов, механическая часть их представлена двухрядными дифференциалами.
В этом случае мощность передается двумя механическими потоками и одним электрическим. В трехпоточных электродинамических ЭМП мощность разветвляется на механический, электрический и электромагнитный потоки. В зависимости от конструктивного исполнен и я ЭМП бывают без дополнительных КП (параллельные ЭМП) и с дополнительными КП (параллельно-последовательные ЭМП). В ЭМП без дополнительной КП ватам~ ' для увеличения диапазона пере.л 3,Ч1 дачи часто используют переключеа ние в самой механической части. 3Г Для уяснения принципа работы Рис. ЛИ.5. Кянаматячссяая схема рассмотрим ЭМП в наиболее про- ЭМП етом варианте (рис.
Ъ'П1.5). Тепло- вой двигатель Д жестко связан с якорем электромашины ЭМ1 и эпициклом 2 дифференциального ряда. Якорь электромашины ЭМ2 сидит на одном валу с солнечной шестерней 1. От водила 8 мощность передается на ведущие колеса. Так как роторы электромашин, а также ведущий и ведомый валы передачи соединены с дифференциальным рядом, их частоты вращения связаны формулой (см, гл.
1Ъ') и, = — кп, + (1 + к) п,. Допустим, что обороты двигателя постоянные, т, е. и, = сопя!. Тогда при трогании с места и, = О, а и, = — ки,. Вся мощность теплового двигателя тратится на раскручивание электромашины ЭМ2. Последняя вращается с максимальной отрицательной скоростью и работает в режиме генератора, ЭМ1 — в режиме электродвигателя. При движении по мере роста п, частота вращения ЭМ2 уменьшается. При этом мощность от двигателя передается двумя потоками — электрическим и механическим. Когда абсолютная величина (1 + к) и, достигнет кп„ротор ЭМ2 остановится, и вся мощность передается только механической ветвью. Этот режим называется режимом обращения. При дальнейшем увеличении скорости будет иметь место неравенство (1 + к) па ) ) кп„т.
е. и, меняет знак, и ротор ЭМ2 начинает вращаться в обратную сторону. Так как знак мощности также меняется, то происходит смена режимов; ЭМ2 превращается в электродвигатель, а ЭМ! в генератор. Изменение оборотов всех элементов ЭМП хорошо видно на плане скоростей дифференциального ряда (рис. ттП!.6). Частота вращения выражена в относительных единицах (отнесена к частоте 332 вращения двигателя).
Точка обращения 'режимов (ее часто назы- вают нулевым режимом) обозначена п„. В реальной ЭМП, выполненной по этой схеме, основные пара- метры подобраны так, что при трогании с места почти вся мощность передается электрическим потоком. При движении машины со скоростью, близкой к расчетной, наоборот, большая часть мощности передается по " '"г механической ветви и только 5 — 10% транс- йг формируется в электрическую энергию. гд В настоящее время ЭМП на гусеничных машинах еще не используются, хотя Га йе проектные работы, проведенные в ряде организаций, подтвердили возможность о создания ЭМП с приемлемыми парамет- ' л (й йз рами. -(а На рис. Л!!.7 изображена схема ЭМП, разработанная для гусеничного трактора -уй ЧТЗ [20). ЭМП состоит из электропри- Рис.ЧП1.8.
План скоро. вода, четырехзвенного дифференциального стей звеньев дифференмеханизма и понижающей КП. В качестве "наивного ряда ЭМП электромашин используются серийные тяговые электродвигатели ДК-509А с расчетной мощностью 103 кВт. Четырехзвенный механизм обеспечивает двукратное обращение режимов. Однако в диапазоне регулирования используется только одно обращение. Последнее сузило диапазон непрерывного регу- лирования до 2,1, но зато позволило применить серийные электро- Рис. ЧП1.7. Кинематическая схема ЭМП для гусеничного трактора с двигателем мощностью 288 квт (ЗЗО л. с.) Рис. ЧП!.8.
Кинематическая схема ЭМП для гусеничного трактора ДТ-84 машины ДК-509А. Понижающая КП обеспечивает включение двух передач на переднем ходу (за счет фрикционов Ф, и Ф,) и одну передачу заднего хода Ф,, Максимальная относительная мощность, передаваемая электроприводом, составляет 0,36; весовой показатель ЭМП равен 8,8 кг)кВт (5,5 кг/л. с.). Для трактора ДТ-54 была разработана ЭМП, показанная на рис. ЧП1.8. Передача состоит из двух электромашин: ЗМ1— машина двойного вращения; ЗМ2 — обычная с неподвижным статором. Мощность от,теплового двигателя поступает на водило дифференциального рвйа, откуда на ведомый вал х передается тремя потоками: электрическим (от ЗМ1 по проводам к ЭМ2), электромагнитным (через магнитный зазор между роторами) и механическим (от эпицикла на наружный корпус машины Зйт1 и далее через механические звенья на шестерню х).
ЭМП имеет дополнительную КП на три передачи. Диапазон регулирования ЭМП в пределах одной передачи равен 2,6 (32 ). Естественно, ЭМП не ограничиваются рассмотренными схемами. В зависимости от конкретных требований они значительно различаются друг от друга. Однако работают они по аналогичным принципам — передают мощность разветвленными потоками. й 6. РАСЧЕТ МНОГОПОТОЧНЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ Расчет ЭМП, как и в случае ЭП, разделяется на предварительный и поверочный. В первом определяются скоростные и силовые параметры (скорости вращения, крутящие моменты и мощности) всех элементов ЭМП и по ним выбираются электрические машины с соответствующими системами регулирования. Во втором, ис- ! Хl хт Рнс.
Ч!Н.9. Расчетная схема ЭМП пользуя конкретные характеристики выбранных электромашин, уточняют параметры ЭМП и проверяют работоспособность электрических машин в различных условиях движения гусеничной машины [20). Предварительный расчет. Рассмотрим конкретный пример. Допущения: ЭМП считаем идеализированной, т. е. электрические и механические потери отсутствуют, тепловой двигатель работаег на постоянном режиме (ла = сопз(; Мэ — — сопз!).
Расчетная схема ЭМП представлена на рис. Ч)П.9. Электро- привод состоит из двух электромашин ЭМ1 и Эйт2, соединенных электрической связью. Механическая часть включает в себя двухрядный дифференциальный механизм. Последний обеспечивает работу электромашин с двумя обращениями режимов. 334 (И! 1.8) то относительная частота вращения электромашин составляет: пэм1 1 + К1 коих! пэм2 — пх + коих К2 (о П1 10) Уравнения (ЧИ1.10) являются линейными, и величины частоты вращения роторов электромашин однозначно определяются соответствующими величинами выходного вала. Так, при п, = 0 (трогание машины с места) частота вращения электромашин в об/мин: пэм1 = 1 + к11 пэм2 = — к2> (ИП.! 1) т.
е. роторы электромашин вращаются в разные стороны. Если принять к, = 1,25 и к, = 1,05, го пэм, = 2,25 и пэмз = — 1 05. Точки обращения режимов электромашин: 1 + к1 пэм1= 0 при п„= '=1,80, или п,1 — — 1,80; 1 (А!11.12) пэм2= 0 при и„= ' =0,512, нли и 2= 0,512. 1+ ко В ЭМП имеются механизмы переклю ения Ф„Ф„М„М2 При основном движении включаются Ф, и, (сдвинута вправо), М1 находится в нейтральном положении, ередача работаег как многопоточная ЭМП. При включении Ф„М, и М, передача ра- ботает как механическая. При этом машина имеет либо передний (М, и М, сдвинуты вправо), либо задний ход (М, и М, сдвинуты влево). Все расчеты проводятся для схемы, когда она работает как электромеханическая передача.
Крутящий момент от теплового двигателя подводится к валу о. С выходного вала х крутящий мо- мент через механизмы поворота и бортредуктор подается к веду- щим колесам машины. Расчеты очень удобно производить в относительных величи- нах. За базовую величину в этом случае принимаются параметры входного вала ЭМП, тогда — П1 — Мо — 11'1 ио Мо Мо где черточкой помечены относительные величины, а без черточки— их абсолютные значения. Скоростные и силовые параметры схемы находятся по уравне- ниям дифференциального ряда.
Так, частота вращения (в об/мин) любого звена определяется из уравнений: 12и = ктп21+(1+к1) поб Пы = К2П22+ (1 + Ко) Поо где к, и к, — параметры первого и второго дифференциальных рядов (см. рис, 'ЛП.9). Так как: пы=пэмб п„=п,; п„=п;, (ЛП.9) п12 = пэм21 п22 = по', поо = и, 333 Крутящие моменты,йа роторах электромашин определяются по уравнениям равно!Зесия. Так как М, и М, по отношению к ЭМП являются внешними моментами, то: (Л П.13) М»+ Мзз+ Мм Уравнениями связи служат соотношения дифференциального ряда: М„= к,Мзм!! М„т = — (к, + 1) Мзм~', (ЛП.14) М2 2 к2МзМ2 М32 (к2 + 1) МзМ2 Решая совместно уравнения (П11.13) вая, что для идеализированных ЭМП и (УП!.14), а также учиты- — 1 М, = = (так как У'„= получим: = л„М„ = 1), в окончательном виде к» 1 Мзм! + +! к»+ 1 к»+ к»+ 1 ! (Ч!11.
15) к1+! 1 к„ Мзмз— к, + к, + 1 „„к»+ к»+ 1 1+к,— кр» 1 к, 1Чзм! = Мзм!пзм! = — * — кк — 1) . (ЧИ1.16) 1+к,— кк» Л~змз Мзм2пзм2 = 1 + к2 к +к»+1 (, к„ / Критерием правильности служит тождество Лайэм! — = — Жзмм Графическое изменение найденных параметров показано на рис. ЧП1.10. Так как М, и Л', определены без учета к. п. д., то совокупность зависимостей иэм!, Мзм!, М„, Л1зм, от и» называется характеристикой идеализированной ЭМП.
Из графиков следует, что в момент трогания машины с места (и, = 0) электромашины вращаются с определенными оборотами в разные стороны. При этом крутящие моменты и мощности на них, а также момент на ведомом валу М, достигают бесконечно больших величин.
В реальных ЭМП вследствие электрических и механических потерь эти параметры также имеют конечные значения. После того как машина стронулась с места и начала разгоняться, пзмо М, и Ф хн в различной степени уменьшаются. В точке по» электромашина ЗМ2 останавливается (изм2 = 0' Мзм»+ О), а ЗМ1 продолжает вращаться (азм! зь 0; Мзмт = 336 Величины мощностей на роторах электромашин могут быть найдены путем перемножения крутящих моментов на частоту вращения в об/мин, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
