Пояснительная записка (1236062), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

, (2.21)

где Р_я1 и Р_з1 – потери в ярме и зубцах статора, Вт.

. (2.22)

Активное сопротивление фазы при температуре 75 ⁰С рассчитывается по формуле

, (2.23)

где ρ₇₅ – удельное сопротивление материала проводника при температуре 75 ⁰С, Ом мм²/м;

- средняя длина проводника, м;

а₁ – число параллельных ветвей;

с₁ – число элементарных проводников в пазу;

Потери в обмотках статора рассчитываются по формуле

, (2.24)

где j₁ – плотность тока, А/м²;

m_об1 – масса меди в обмотке, кг.

Электромагнитная мощность рассчитывается по формуле

, (2.25)

где Р_п1 – потери в статоре, Вт.

Потери в роторе рассчитываются по формуле

. (2.26)

Мощность, которую можно использовать на валу, меньше механической мощности и рассчитывается по формуле

, (2.27)

где Р_вен – потери на вентиляцию, Вт;

Р_мех – полная механическая мощность, Вт, которая рассчитывается по формуле

. (2.28)

2.2.4 Определение электромагнитного момента асинхронной машины

Электромагнитный момент возникает при наличии магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, и тока в обмотке ротора и рассчитывается по формуле

. (2.29)

Пусковой электромагнитный момент при S = 1, рассчитывается по формуле

, (2.30)

где – приведенный ток короткого замыкания в роторе асинхронной машины, А.

Приближенное значение максимального электромагнитного момента рассчитывается по формуле

. (2.31)

Максимальный электромагнитный момент возникает при критическом скольжении, которое рассчитывается по формуле

. (2.32)

Если пренебречь активным сопротивлением R₁, то получится

. (2.33)

Используя формулы (2.29) и (2.31) найдём отношение момента М к М_max по формуле

. (2.34)

Рисунок 2.6 – График зависимости режимов работы асинхронной машины от скольжения: а) – зависимость момента от частоты вращения; б) – зависимость момента от скольжения

Преимущества асинхронных машин:

- простота устройства;

- обслуживание и эксплуатация при высокой надежности и низкой стоимости;

- не нужны щетки и кольца контакта, так как ток идет прямо на стационарную 3-х фазную статорную обмотку.

Недостатки асинхронных машин:

- необходимость большого пускового тока;

- малая величина пускового момента;

- резкая реакция на изменяющие параметры сети;

- для управления скоростью не обойтись без преобразователя частоты;

- потребление реактивной мощности из сети;

- низкий мощнoстной коэффициент, особенно когда нагрузка малая или включен холостой ход, что плохо для электрической системы в целом [5,6].

3 ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ СОСТОЯНИЕ ЛОКОМОТИВА 2ТЭ25А

3.1 Показатель реализации силы тяги локомотива и эффективность его работы

На магистральных тепловозах серии «Витязь» применяются новые технические решения в конструкциях ряда узлов и агрегатов, в том числе механической части и тягового привода. По мере увеличения пробегов этих локомотивов появляется статистика их эксплуатационной надежности, отказов и неисправностей, в том числе и системного характера. Это вызывает необходимость проведения исследований технических характеристик и работоспособности основных конструктивных элементов и сборочных единиц, обеспечивающих безопасность и надежность новых локомотивов, с целью разработки предложений по совершенствованию их конструкций [2].

Для тепловозов сери «Витязь» качество функционирования колесно-моторных блоков оказывает существенное влияние на их надежность в эксплуатации. По результатам анализа отказов КМБ тепловозов за 2016 год можно сделать вывод, что их значительное количество приходится на тяговые электродвигатели и систему их подвешивания к раме тележки [7].

Для показателя реализации силы тяги произведём её расчет по колесно-моторному блоку (КМБ). Рассмотрим схемы сил действующих в зубчатом зацеплении редуктора КМБ, согласно теории механизмов, силы в зацеплении определяются в полюсе зацепления. На шестерню действует вращательный момент, который создаёт распределённую, по контактным линиям зуба колеса, нагрузку. Эту нагрузку заменяют равнодействующей силой F_зк, направленной по линии зацепления nn и приложенной в полюсе. Силами трения пренебрегают так как они малы. Равнодействующую силу F_зк раскладывают на окружную и радиальную , см. рисунок 3.2.

Рисунок 3.1 – Формирование силы тяги в КМБ

Рисунок 3.2 – Схема сил действующих в зубчатом зацеплении:

1 – шестерня тягового электродвигателя, 2 – зубчатое колесо колесной пары

В нормальных условиях работы локомотива, опирающегося колесами на рельс, вследствие горизонтального противодействия рельс, сила F_зк вращает колесо около мгновенных центров скоростей в точках касания колес с рельсами. В точках касания колес с рельсами оказываются приложенными, кроме сил тяжести и вертикальной реакции рельса, горизонтальная сила от колеса к рельсу, и равная ей горизонтальная реакция от рельса к колесу F_сц. Силы F_сц и не уничтожают друг друга, т.к. приложены к разным телам, но равны по значению, поэтому F_зк и есть движущая сила тяги на колесе [8].

Вертикальную силу , действующую на зуб, определим по формуле

, (3.1)

где r_ш – радиус шестерни, м;

η_з – коэффициент полезного действия (к.п.д.) зубчатой передачи;

М_д – момент двигателя ТЭД, кН·м, рассчитывается по формуле

, (3.2)

где Р_д – мощность двигателя (ТЭД), Р_д = 350 кВт;

η_д – к.п.д. двигателя η_д = 0,92;

n_р – частота вращения ротора ТЭД, рассчитывается по формуле

, (3.3)

где μ – передаточное число редуктора;

V_р – расчетная скорость, V_р = 18,5 км/ч;

D_к – диаметр колеса по кругу катания, D_к = 1,08 м.

Таблица 3.1 – Значения параметров зубчатого зацепления КМБ

Подставив численные значения из таблицы 3.1 в формулы (3.1–3.3), получим

об/мин;

кН·м;

кН.

Равнодействующую силу, действующей по касательной к делительной окружности зубчатого колеса, рассчитываем по формуле

, (3.4)

где α – угол главного профиля (эвольвентной формы зуба), α = 20⁰.

Подставив численные значения, получим

кН.

Сила тяги колесно-моторного блока тепловоза будет формироваться в точке К тягового механического редуктора, (рисунок 3.1), а реализация её происходит в точке Т и будет соответствовать:

, (3.5)

где R_з – радиус зубчатого колеса, R_з = 0,365 м;

R_б – радиус колеса по кругу катания, R_б = 0,54 м.

Подставив численные значения, получим

кН.

3.1.1 Определение разгружающих и догружающих сил в раме тележки в зависимости от располождения ТЭД

В зависимости от расположения ТЭД на раме тележки в возникают разгружающие и догружающие силы, которые будут влиять на работу моторно-севого подшипника. Так же от возникающих сил в значительной степени зависит использование сцепного веса локомотива. Двигатель может быть расположен за и перед осью в зависимости от направления движения, как показано на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Схема расположения ТЭД относительно оси колесной пары: а) расположение ТЭД за осью; б) расположение ТЭД перед осью.

В первом случае вертикальная составляющая сила , создаваемая крутящим моментом ТЭД на зубчатом колесе, будет разгружать КП. Во втором случае сила нагружает КП.

Сила будет нагружать МОП, составляющая этой силы на ось расчитывается по формуле

, (3.6)

где b – расстояние от центра оси колесной пары до подвески ТЭД, b = 1 м.

Подставив численные значения, получим

Характеристики

Список файлов ВКР