Кой двигател да избера?

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 на движение V (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, и тягови характеристики 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 (продукт на о \ F \ значително по-малко V2F2, които виждате. 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.

Фиг. 11. Твърда (а) и мека (б) сцепление

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, прекъснатата линия б. 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 голям изтласкващата сила се увеличава (V 1 F 1 малко по-голям обем 1 F 1), но това не води до внезапно претоварване на електроенергийната система.

Трифазни асинхронни двигатели са най-често срещаните. Тяхното достойнство не може да се надценява: простота на устройството и поддръжка, висока надеждност, ниска цена, лесен стартиране. Въпреки това, както е известно, честотата

индукция на въртене на двигателя е почти постоянно и само малко по-зависими от натоварването, то се определя от честотата на предоставения ток, а броят на двойките полюси на двигателя. Ето защо, такива мотори за регулиране на скоростта на въртене, и по този начин скоростта на влаковете могат да се променят само захранващия ток честотата и броя на двойките полюси, тя е трудна за изпълнение. Освен това, както е отбелязано по-горе, за да мощност такива мотори изисква сложно да се организира мрежа от контакти. Ето защо, асинхронни двигатели, доскоро почти не се прилагат за локомотиви.

До каква степен отговарят на изискванията на тяговите двигатели, електрически машини DC? Спомнете си, че тези машини - генератори и двигатели - се различават по начина на вълнение.

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. Приложна и независимо възбуждане: възбуждане намотка задвижвани от самостоятелно (независим) източник на захранване (Фигура 12гр.).

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) електродвижещата сила (напр. D. Е.). 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. Ux напрежение, приложено към двигател, д е балансиран. . D е индуцирана в котвата намотка, и напрежението в намотките на двигателя .:

където I - ток на мотора; хектар - еквивалентната съпротивлението 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 в 1 - коефициент като се вземат предвид характеристики на дизайна на двигателя (брой на полюсните двойки, 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

= U г * 1 F п + I RK, (3)

п = (U гА г-I). (1 F). (4)

Тази формула позволява да се определи връзката между ротационната честотата и поток с постоянна стойност на приложеното напрежение, еквивалентно съпротивление на намотките на двигателя е малък и обикновено е по-малко от една десета ома. 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.

Фиг. 12. диаграми за разясняване методи за шофиране двигатели за постоянен ток

Фиг. 13. Електромеханични моторните характеристики с паралел (а) и последователност (б) възбуждане

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 = Ud * Аз ).

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 I на котвата намотка е ниска, след това в съответствие с уравнение (3) няма да увеличи значително продукт R и при постоянна Ud и F. Това означава, че оборотите на двигателя с шунт, когато се увеличава натоварване намалява до известна степен (фиг. 13, и ) и увеличава въртящия момент пропорционално на тока, която е графично представена с права линия, минаваща през произход.

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.

В действителност, магнитния поток е леко намалена в резултат на арматура реакция действие размагнитване.

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. въртящ момент М и ефективността на Т) на ток на двигателя / наречен електромеханични характеристики на вала на тяговия двигател на постоянно напрежение Ud, предоставена на тяговия двигател и постоянна температура от 115 ° С намотка (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

V = 0,188D п / I.
Знаейки въртящ момент на вала на двигателя, както и загубите в предаването на въртящия момент от вала на двигателя на колело двойката сцепление, което се характеризира с. Н. D. кутия, може да получава и тяга сила развива една и след това всички колела двойки локомотив.

Получените данни са изграждане сцепление FK (и) (вж. Фиг. 11).

В електрическа железница сцепление, както в повечето случаи използването на постояннотокови двигатели с поредица възбуждане, с мека тягова 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.

Средства за миене