Антиплагиат (1228697), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Зависимость между[9]напряж ением, током и мощ ностью тягового генератора определяется выраж ением. (2.1)Если не учитывать изменений мощ ности, отбираемой на привод вспомогательных механизмов и машин, и к. п. д. тяговогогенератора, которые относительно мало меняются при постоянной мощности и частоте вращения коленчатоговала дизеля, то предельная по[9]полной свободной мощ ности дизеля зависимость IГ(UГ) изображ ается равнобокой гиперболой ВС, как э то показано нарисунке 2.1,а.
Гиперболасоответствует свободной мощности дизеля при номинальном режиме.[9]Максимальный ток тягового генератора определяется максимальным током тяговыхэлектродвигателей,который в свою очередь при прочих равных условиях зависит от предельной (по сцеплению) силы тяги.как коэффициент сцеплениянесколько снижается при увеличении скорости движения,предельный по условиям сцепления ток[9][24]Такто максимальный,тягового генератора долж ен уменьшаться при увеличении напряж ения (линия АВ).Максимальное напряж ение тяговогогенератора должно быть достаточным для обеспечения максимальной скорости движения[24]тепловоза с составом.
Для полного использования свободной мощ ности дизеля на привод тягового генераторанеобходимо, чтобы максимальная скорость могла быть достигнута тепловозом при номинальной мощ ности дизеля, чтосоответствует точке С на характеристике IГ(UГ). При э том ограничение по максимальному напряж ению тяговогогенератора изображ аютгоризонтальной линией CD,[9]Линия[24]таккак напряжение, большее, чем в точке С, не требуется.ABCD представляет собой предельную[24]для данного тягового генератора зависимость IГ(UГ) у которую мож но реализовать при заданных параметрах тепловоза.Зависимостьсвободной мощности дизеля от тока тягового генератора,[46]соответствующ ая предельной характеристике IГ(UГ), показана на рисунке 2.4, б.Максимальные значения тока, соответствующ ие линии АВ характеристики IГ(UГ),реализуются при трогании поезда с места в течение короткого времени,[24]как э то показано на рисунке 2.4, а.
Номинальныйток, допускаемый по нагреванию тяговых электродвигателей и тягового генератора в течение неограниченноговремени, меньше максимального и соответствует точке Е на характеристике.При построении характеристик IГ(UГ) иногда удобно пользоваться не напряжением[24]тягового генератора, а его э . д. с, (2.2)где RГ — сопротивление обмоток тягового генератора.Рисунок 2.4 – Предельные требуемые характеристики (внешняя АВСD и внутренняя А1В1С1D) системы регулированиянапряжения тягового генератора (а) и зависимость свободной мощности дизеля,[46]отбираемой для привода генератора, от тока (б) при номинальной частоте вращ ения вала дизель-генератораВ [24]этом случае можно пользоваться также величиной электромагнитной мощности:, (2.3)[9]гдеηМГ = 0,97 – 0,98 —[24]коэффициент,учитывающий магнитные и механические потери в тяговомгенераторе.Предельная внутренняя характеристика[9]ЕГ(IГ) [24]показана на рисунке 2.1, а ( линия А1В1С1D) и отличаетсяот предельной характеристики UГ(IГ) на величину ординат линиитягового генератора.
Разделив все члены равенства на[9]ОА1 [24]падениянапряжения в цепи якоря[9]ηДГ, получим:, (2.4)где МЭГ — э лектромагнитный момент тягового генератора;МД — вращ ающ ий момент, передаваемый от дизеля тяговому генератору;СГ — постоянная тягового генератора.Из формулы 2.4 видно, что при постоянной мощности и частоте вращения коленчатого вала дизеля зависимостьмагнитного потока тягового генератора от тока является[9]также[24]Электропередачатяговогодолжнапредельной характеристикеобеспечиватьработуприблизительно гиперболической.генераторанарежимах,соответствующих[9]UГ(IГ).Максимальное значение напряж ения генератора (обычнооколо 700 В) ограничивается допустимым значением среднего напряжения между коллекторными пластинами, амаксимальный ток — значением реактивной э. д.
с, которая не должна превышать 10 В.2.5[9]Расчет и построение характеристик холостого хода генератора и возбудителяДля обмоток машин, имеющ их изоляц ию класса В, расчет ведется на температуру 100 0С, а для класса А – на 70 0С.Определяем паспортное сопротивление обмотки якоря и дополнительных полюсов при 15 0С: rЯ150= 0,00132 Ом,rДП150= 0,000865 Ом.Сопротивление якорной ц епи при t=100 0С, RЯ100, Ом:, (2.5)где 1+ α∙85 0С=1+0,004∙85=1,34;α=0,004/град – температурный коэ ффиц иент для меди.RЯ100=0,00132+0,000865∙1,34=0,00203..Минимальное напряж ение генератора на пятнадц атой позиц ии контроллера машиниста UГ, определяется по формуле:UГ=P∙103IГ; (2.6)UГ=1800∙1034320=416,6 В.В таблиц е 2.2 приведены реж имы обкатки дизель-генераторной установки (ДГУ).Таблиц а 2.2 – Реж имы обкатки ДГУПозиц ия КМЧастота вращ ения коленвала дизеля, об/минТок тягового генератора, АМощ ность на заж имах тягового генератора, кВт12341400+20900–110040–1102430101100–1800150–2603465101300–2000260–4004495101700–2600370–5309660102600–3500940–114012755103000–38001320–147013785103000–40001450–158014820103000–42001590–169015850104000–43201740–1800Минимальное значение ЭДС генератора, на пятнадц атой позиц ии контроллера машиниста ЕГ, В, определяется поформуле:ЕГ=UГ+IГ∙Σr, (2.7)ЕГ=416,6+4320∙0,00293=429,3.Скорость вращ ения вала генератора на n =15 – 850 об/мин.
Тогда:ЕГп=429.3850=0.505Для определения намагничивающ ей силы обмотки независимого возбуж дения используем опытную характеристикухолостого хода генератора, как э то показано на рисунке 2.5. По э той кривой н. с. равна 3750 ав, реакц ия якорясоставляет 187 ав.Рисунок 2.5 – Опытная характеристика холостого хода генератора типа ГП – 311БТогда суммарная н.с. обмотки возбуж дения генератора FНГ, ав:FНГ=3750+187=3937.Минимальный ток возбуж дения главного генератора IНГ, АIНГ=FНГω НГ (2.8)где ω НГ = 105 – число витков обмотки н.в. на один полюс..Результаты расчета характеристик холостого хода генератора по позиц иям приведены в таблиц е 2.3Таблиц а 2.3 – Результаты расчета характеристик холостого хода генератораПозиц ия КМТок генератораIНапряж ениеUЭДС генератораЕгСкорость вращ ениявала генератораЕг/nСила намагничиванияFнгТок возбуж денияIнг152592694,44702,040,83105001003024595,24604,10,717245693456520,83530,960,625250503888462,96474,350,56432641,24320416,67429,320,51393737,5132400658,33665,370,8511603110,52800564,29572,490,737455713200493,75503,130,645407,551,53600438,89449,440,574515434000395406,720,5240953992100542,86549,010,8310500101,52450465,31472,480,727350702800407,14415,350,63529250,43150361,9371,130,564305413500325,71335,970,51388537Характеристики холостого хода главного генератора типа ГП – 311Б показаны на рисунке 2.6.Рисунок 2.6 – Характеристики холостого хода генератора типа ГП-311Б: 1 – 15 позиц ия;2 – 13 позиц ия; 3 – 9 позиц ияОпределяем сопротивление обмотки независимого возбуж дения генератора при t=100 0C, RНГ100:RНГ100=RНГ∙1,34; (2.9)RНГ100=0,84∙1,34=1,126 Ом,Определяем падение напряж ения на обмотке возбуж дения UНГ, В:UГ=IГ∙RНГ100; (2.10)UГ=37,5∙1,126.Сопротивление якорной ц епи при t=70 0C, R70, Ом:R70=RЯ15+RДП15∙1,22, (2.11)где 1,22=1+0,4∙(70-15).R70=0,033+0,0195∙1,22=0,064.ЭДС возбудителя ЕВ, В:ЕВ=UНГ+IНГ∙ΣRЯ70, (2.12)ЕВ=42,2+37,5∙0,064.По ЭДС возбудителя ЕВ=44,6 В находим намагничивающ ую силу независимой обмотки возбуж дения возбудителя прискорости вращ ения n=1800 об/мин:FНВ=Fxx+FPB, (2.13)где Fxx – намагничивающ ая сила обмотки возбуж дения;FРВ – намагничивающ ая сила размагничивающ ей обмотки, необходимая для полного размагничивания возбудителя вреж име трогания с места.FНВ=220+76=296 ав.По опытной характеристике холостого хода возбудителя при n=1800 об/мин составляет 220 ав., как э то показано нарисунке 2.7.Рисунок 2.7 – Опытная характеристика холостого хода возбудителя типа В – 600ЕВп=44.61800=0.0247Ток независимой обмотки возбуж дения возбудителя IНГ:IНВ=ϜНВω НВ, (2.14)где ω НВ=188 – число витков обмотки независимого возбуж дения.Результаты расчета характеристики холостого хода возбудителя по позиц иям приведены в таблиц е 2.4.Таблиц а 2.4 – Результаты расчета характеристик холостого хода возбудителяПозиц ия КМНапряж ениеUнгЭДСЕвОборотыЕв/nСилаFнвТоквозбуж денияIнв15112,61190,0661049,65,5877,682,10,045612,293,2556,359,50,033410,42,1846,3490,027322,961,7142,244,60,024296,051,5713124,4130,90,0781345,77,1579,984,40,050740,133,9357,961,280,0368484,452,5748,451,10,030396,982,1143,946,40,027349,881,869114,2120,70,0931688,88,9878,883,30,060908,34,8356,759,90,043592,13,1446,148,70,036466,92,4841,6440,033417,12,21Характеристики холостого хода возбудителя типа В – 600 ЕВ=f(IHB) показаны на рисунке 2.8.Рисунок 2.8 – Характеристики холостого хода возбудителя типа В – 600:1 – 15 позиц ия; 2 – 13 позиц ия; 3 – 9 позиц ия2.6 Построение регулировочной характеристики генератора и расчет обмоток возбуж денияПостроение регулировочной характеристики.
В расчет характеристик генератора входит и расчет регулировочнойхарактеристики IBГ=f(IГ), которая в дальнейшем используется для расчета возбудителя.Регулировочная характеристика получается графическим методом четырех-квадрантной диаграммы, как э то показанона рисунке 2.9.За исходные данные принимаются нагрузочные характеристикиЕГ=f(Ϝab, IГ) и заданная характеристика ЕГ=f(IГ) э . д.
с. вычисляется по UГ:, . (2.15)Номинальный ток возбуж дения IВНГ следует принимать для генераторов мощ ностью РГ < 1000 квт — IВНГ = 60 - 70 а; дляРГ > 1 000 квт — IВНГ = 100 - 150 а.На основании принятого IВНГ, имея Fавн градуируется шкала для оси IВГ.Расчет обмоток возбуж дения.Число витков обмотки возбуж дения, определяется:ω В=ϜавΙB. (2.16)Для тягового э лектродвигателя с последовательным возбуж дением IB=IЯ. Обмотка возбуж дения мож ет разделяться напараллельные ветви (обычно две).Сечение провода определяется по допустимой плотности тока с учетом разделения на параллельные ветви как:SВ=ΙВiВ, (2.17)где плотность тока IВ = 2,5 ~ 3,0 а/мм2.Длина витка провода обмотки возбуж дения (на один полюс), определяется:, (2.18)где ЬК= 4,0 ч - 8,0 см — ширина катушки.Рисунок 2.9 – Расчет регулировочной характеристики генератора методом четырехквадратной диаграммыСопротивление всей обмотки возбуж дения при 15° С , Ом:(2.19)При 100°С .Вес обмотки , кг:(2.20)После определения размеров сердечника полюса и числа витков обмотки возбуж дения приступают к размещ ениюкатушек обмотки.При э том следует стремиться к получению наименьших радиальных размеров машины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
