Пояснительная записка (1224967), страница 6
Текст из файла (страница 6)
4
2
3
1

Рисунок 3.1 – Пусковые характеристики двухсекционного и трехсекционного электровозов
Тяговой характеристикой электровоза является графическая зависимость касательной силы тяги от скорости движения.
Тяговая характеристика двух и трех секционного электровоза представлены на рисунке 3.2 и рисунке 3.3
ОП2
ОП3
ОП1
4
3
V, км/ч
2
F, kH
1

F, kH
Рисунок 3.2 – Тяговые характеристики двухсекционного электровоза
4
3
2
1
ОП3
ОП2
ОП1
V, км/ч

Рисунок 3.3 – Тяговые характеристики трехсекционного электровоза
На электровозе Ермак устанавливаются тяговые электродвигатели пульсирующего тока НБ-514Б [2]. Они предназначены для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую, передаваемую с вала тягового двигателя на колесную пару электровоза.
Исполнение тягового двигателя НБ-514Б представлено на рисунке 3.4
Рисунок 3.4 – Тяговый электродвигатель НБ-514Б
Техническая характеристика тягового двигателя НБ-514Б представлена в таблице 3.2
Таблица 3.2 – Параметры тягового электродвигателя
Наименование показателя | Значение | |
Номинальный режим работы | Часовой | Продолжительный |
Номинальная мощность, кВт | 820 | 765 |
Номинальное напряжение, В | 1000 | |
Номинальный ток якоря, А | 870 | 810 |
Номинальная частота вращения, об/мин | 920 | 940 |
Окончание таблицы 3.2
Наименование показателя | Значение | |
Номинальный режим работы | Часовой | Продолжительный |
КПД, % | 94,55 | 94,7 |
Расход вентилирующего воздуха при полном напоре 620Па, не менее, м3/мин | 70 | |
Класс изоляции: якорь/остов | F/F | |
Сопротивление обмоток постоянному току при температуре плюс 20 0С, Ом | ||
-якоря | 0,0112±0,000560 | |
-главных полюсов | 0,0069±0,000345 | |
-компенсационной и добавочных полюсов | 0,0125±0,000625 | |
Масса двигателя НБ-514Б (без зубчатой передачи) | 4300 |
Основными характеристиками работы тягового электродвигателя является зависимости частоты вращения якоря, вращающего момента от потребляемого двигателем тока является электромеханической характеристикой.
Для расчета электромагнитной характеристики двигателя постоянного тока применяют кривую намагничивания рисунок 3.5
Ф, Вб
I, А

Рисунок 3.5 – Кривая намагничивания тягового электродвигателя НБ-514Б
Вращающий момент пропорциональный току якоря и магнитному потоку полюсов определяется по формуле
, (3.1)
где – ток якоря, А;
Ф – магнитный поток, Вб;
– коэффициент, учитывающий размерность величин, входящих в формулу, для двигателя НБ-514Б равен 110,77.
Частота вращения якоря двигателя определяется по формуле
, (3.2)
где – ток якоря, А;
Ф – магнитный поток, Вб;
– напряжение двигателя, В;
– сопротивление двигателя, Ом;
– коэффициент учитывающий конструкционные особенности двигателя, для НБ-514Б равен 11,6.
Выполним расчет формул (3.1) и (3.2) для номинального значения тока продолжительного режима работы
Аналогичные расчеты приведены в таблице 3.3
Таблица 3.3 – Параметры электромагнитной характеристики
I,A | Ф,Вб |
|
|
810 | 0,0896 | 8039,24352 | 938,283174 |
800 | 0,0895 | 7931,132 | 939,626276 |
790 | 0,089 | 7788,2387 | 945,201472 |
780 | 0,0885 | 7646,4531 | 950,839665 |
770 | 0,088 | 7505,7752 | 956,541928 |
760 | 0,0878 | 7391,46056 | 959,021287 |
750 | 0,0872 | 7244,358 | 965,922572 |
740 | 0,0867 | 7106,78166 | 971,797319 |
730 | 0,08625 | 6974,35613 | 977,173413 |
720 | 0,086 | 6858,8784 | 980,32077 |
710 | 0,08525 | 6704,63118 | 989,254727 |
700 | 0,085 | 6590,815 | 992,474645 |
690 | 0,0845 | 6458,44485 | 998,659457 |
680 | 0,084 | 6327,1824 | 1004,9179 |
670 | 0,0835 | 6197,02765 | 1011,25129 |
660 | 0,083 | 6067,9806 | 1017,66099 |
650 | 0,0825 | 5940,04125 | 1024,14838 |
640 | 0,082 | 5813,2096 | 1030,71489 |
630 | 0,0815 | 5687,48565 | 1037,36196 |
620 | 0,081 | 5562,8694 | 1044,0911 |
610 | 0,0805 | 5439,36085 | 1050,90383 |
600 | 0,08 | 5316,96 | 1057,80172 |
590 | 0,0795 | 5195,66685 | 1064,78638 |
580 | 0,079 | 5075,4814 | 1071,85945 |
Расчет параметров электромагнитной характеристики выполнен в пределах от расчетной скорости до момента ослабления полного поля. Характеристика изображена на рисунке 3.6
I, А

Рисунок 3.6 – Электромагнитная характеристика двигателя НБ-514Б
4 ОБРАЗОВАНИЕ СИЛЫ ТЯГИ НА ПРИМЕРЕ ЭЛЕКТРОВОЗА
ЕРМАК
В настоящий момент времени в отечественной и зарубежной практике, для обоснования гипотез образования и расчета силы тяги локомотива применяют различные схемы и формулы. В отечественных хрестоматиях широкое использование получила схема образования силы тяги ведущей колесной парой паровоза с приложением сил к центру колеса, принципиально-теоретическая слабость которой не вызывает сомнения. К несчастью, в течение многих десятилетий её используют как иллюстрацию в методах теоретического обоснования образования силы тяги колесных пар электровозов. Потери в свою очередь свидетельствуют о недостаточно изученном и научно обоснованном методе расчета силы тяги современного тягового подвижного состава и её механизме образования.
4.1 Механизм образования и метод расчёта силы тяги колесно-моторного блока
Новая концепция функций ведущего колеса берет свое начало с момента постановки на шасси паровой машины. Становлению принципиальных основ науки, в области образования тяговых усилий ведущими стальными колесами тепломеханической системы (паровоза), по гладкой поверхности стального рельса, посвятили свои работы многие выдающиеся умы человечества на протяжении двух последних (XIX-XX) столетий. Весьма заметную и плодотворную долю в области становления транспортной науки о тяге поездов занимают российские ученые: А.П. Бородин, Д.А. Штанге, Н.П. Петров, Ю.В. Ломоносов, Н.Е. Жуковский и ряд других.
В середине ХХ столетия в мире произошла техническая революция, в результате которой железнодорожный транспорт был переведен на прогрессивные виды тяги (тепловозы, электровозы). Однако как это не покажется странным, но научно – практические дискуссии по проблемам взаимодействия ведущих колесных пар тягового подвижного состава (ТПС) с рельсами не прекращаются до настоящего времени. Предметом дискуссионного обсуждения в кругах исследователей, инженеров железнодорожников и машиностроителей остаются основные критерии – механизм образования и реализация силы тяги ведущей колесной парой современного локомотива.
Противоречия состоят в том, что в современных учебниках по теории локомотивной тяги до настоящего времени используются:
а) противоречивые и малодоказательные обоснования предположений и значений движущих сил, производящих действие на ведущие колесные пары локомотивов;
б) упрощенные представления о точках приложения движущих сил, которые производят движение ведущих колесных пар, с помощью сложных механических систем;
в) статические параметры в методах расчетов динамических критериев и их численные значения соотношения силы тяги и скорости движения в диапазоне от расчетной (Vр) до конструкционной (Vк).