Характеристики, отнесённые к валу двигателя

Электромеханические характеристики тягового электродвигателя, отнесенные к валу двигателя, определяются по следующим выражениям

,    (10)

, (11)

      ,(12)

где n – частота вращения якоря, об/мин;

U – напряжение на выходах двигателя, В;

I – ток в цепи якоря, А;

r – суммарное сопротивление якорной цепи, Ом;

c – постоянная двигателя;

Ф– магнитный поток в двигателе, Вб;

М – момент на валу двигателя, Нм;

Р_м– механические потери в двигателе, Вт;

Р_с – потери в стали при холостом ходе двигателя, Вт;

k_с – коэффициент дополнительных потерь при нагрузке двигателя;

η_д – КПД тягового электродвигателя.

Электромеханические характеристики, отнесенные к валу двигателя, для тягового электродвигателя ДК- 211Б представлены в таблице 4 и на рисунке 2.

Таблица 4- Электромеханические характеристики, отнесенные к валу электродвигателя

1–режим полного поля (β=1,0);2–режим ослабления поля (β=0,31);3–режим ослабления поля (β=0,31)

Рисунок 2-Электромеханические характеристики, отнесенные к валу электродвигателя

4.2 Характеристики, отнесенные к ободу колеса

Для пересчета характеристик ТЭД с вала на обод колеса используются следующие формулы

, (13)

                           ,                                     (14)

                             ,                                                  (15)

где D_к – диаметр колёс, м;D_к=0,78 м;

µ– передаточное число редуктора;µ = 11,4;

F – сила тяги, Н;

P_з – потери в передаче, Вт;

η– КПД тягового двигателя отнесённый к ободу колеса.

Потери в передаче P_з, Вт, определяем по формуле

,   (16)

где P_зо- относительные потери в передаче ,%;

U- напряжение в контактной сети, В;U= 750B;

I_ч -номинальный (часовой) ток двигателя, А; Iч =300 А.

Таблица 5-Потери в передаче

Рисунок 3-Зависимость потерь в передаче от тока двигателя

Пересчитываем электромеханические характеристики ТЭД с вала двигателя на обод колеса, графические зависимости представлены на рисунке 4.

Таблица 6-Элетромеханические характеристики электродвигателя, отнесенные к ободу колеса

1–режим полного поля (β=1,0);2–режим ослабления поля (β=0,31);3–режим ослабления поля (β=0,31)

Рисунок 4-Электромеханические характеристики, отнесенные к ободу колеса

4.3 Определение среднего пускового тока двигателя

Значение максимального пускового тока определяется из условий:

-надежной коммутации двигателя

                                 ,                                                  (17)

-надежного сцепления колес с дорогой или рельсами

                           ,                                 (18)

где -сила тяги при максимальном токе, Н;

-сцепной вес подвижного состава при номинальном наполнении, кН;

-расчетный коэффициент сцепления: для вагона метро равен 0,17

-количество ТЭД на ПС; z=4.

Сцепной вес поезда - вес приходящийся на обмоторенные оси, который определяется по формуле:

-при всех обмоторенных осях:

                                          ,                                             (19)

 = 537 кН.

Для определения максимального пускового тока рассчитывается  по формуле (18) при равенстве левой и правой части выражения

 = 22 823 Н.

По электромеханической характеристике двигателя F(I) при полном поле определяется значение = 220 А.

Максимальный ток двигателя , А,

              ,           (20)

Максимальный ток по надёжной коммутации двигателя , по значению тока, по надёжной коммутации двигателя , так как ток больше(меньше) чем ток по условию надёжного сцепления

                         ,                                                    (21)

где -коэффициент неравномерности пускового тока; = 0,15;

- коэффициент запаса; =1,1.

                           .

По электромеханическим характеристикам при полном поле  18 км/ч.

Система пуска выбирается для каждого ПС по приложению В. Ступенчатые автоматические системы пуска – контакторно-реостатные, а плавные– тиристорно-импульсные.

Для ПС городского электротранспорта средний пусковой ток необходимо проверить по допустимому максимальному ускорению, равному 2 м/с² для плавных автоматических систем пуска. Проверка проводится по следующему алгоритму:

1) для значения по характеристике F(I) при полном поле, определяется значение ;

2) для значения по характеристике (I) при полном поле, определяется значение ;

3) рассчитывается удельное основное сопротивление движению  по формулам таблицы 1при подстановки значение ;

                                       1,1·(0,09 + 0,022N) ·  ;

Н/кН.

4) рассчитывается среднее ускорение в режиме пуска а, , по формуле

                                                ,                                            (22)

 = 0,25 м/ .

где (1+ )–коэффициент инерции вращающихся частей ПС;

Полученное ускорение меньше допустимого

                                            0,25 м/

Найденное значение среднего пускового тока наносят на электромеханические характеристики двигателя. Кроме того, тонкими линиями показывают максимальное и минимальное значение пускового тока, определяя их по формулам

                                     ;                                      (23)

                                     ;                                       (24)

220 · ( 1 + 0,15) = 253 А;

 220 · (1 – 0,15) = 187 А.

Расчёт тормозной силы

Эффективное торможение подвижного состава городского электрического транспорта является одним из главных условий безопасности движения. Критерием эффективности в этом случае является минимальный тормозной путь, что обеспечивается при максимально допустимой тормозной силе. При использовании одновременно электрического и механических тормозов
, т.е. при экстренном торможении, ограничение максимальной тормозной силы обусловлено сцеплением колеса и дорожного покрытия (рельса). Следовательно, максимальную тормозную силу , Н, подвижного состава при экстренном торможении можно определить по формуле

                             ,                                 (33)

где –вес подвижного состава, приходящийся на оси (колеса), оборудованные тормозами, при номинальном заполнении, кН.

Сцепной вес троллейбуса при электрическом торможении определяется по формуле

                                          ,                                           (34)

                             .

Откуда будет равно

 0,8 · 1000 · 537 · 0,17 = 73 032 Н.

Значение максимальной тормозной силы также проверяется по наибольшему замедлению

                                     ,                             (35)

где – вес троллейбуса при номинальном заполнении, кН,

                                     ,                                         (36)

.

Откуда  будет равно

.

Значение удельного сопротивления движению , которое подставляется в формулу 33, определяется при скорости начала торможения ориентировочно 18…20 км/ч.

Значение наибольшего замедления подвижного состава, рассчитанное по формуле 35, не должно превышать допустимого замедления 5 , иначе необходимо ограничить тормозную силу  по наибольшему допустимому замедлению

Тормозную силу , Н, при служебном торможении определяют по формуле

                             ,

.