Лабораторная работа: Основные параметры тяговых двигателей
Рисунок 6. Электромеханические характеристики двигателей с параллельным (а) и последовательным (б) возбуждением
Если нагрузка увеличивается значительно, ток двигателя возрастет до такой степени, что наступит насыщение его магнитной системы. Это приведет к тому, что частота вращения будет снижаться уже в меньшей степени. Но тогда начнет более интенсивно возрастать ток, а значит, и потребляемая из сети мощность. При этом скорость движения поезда несколько стабилизируется. Зависимости частоты вращения якоря, вращающего момента и коэффициента полезного действия) от потребляемого двигателем тока называют электромеханическими характеристиками на валу тягового двигателя при неизменном напряжении, подводимом к тяговому двигателю, и постоянной температуре обмоток 115°С (по ГОСТ 2582—81).
По электромеханическим характеристикам двигателя можно построить его тяговую характеристику. Для этого берут ряд значений тока и определяют по характеристикам соответствующие им частоту вращения и вращающий момент. По частоте вращения двигателя несложно подсчитать скорость движения поезда, так как известны передаточное число редуктора и диаметр круга катания колесной пары.
Поскольку в теории тяги пользуются размерностью частоты вращения якоря тягового электродвигателя, выраженной в об/мин, а скорость движения поезда измеряют в км/ч.
Зная вращающий момент на валу двигателя, а также потери при передаче момента от вала тягового двигателя к колесной паре, которые характеризуют к. п. д. передачи, можно получить и силу тяги, развиваемую одной, а затем и всеми колесными парами электровоза.
По полученным данным строят тяговую характеристику (см. рис. 4). На электрических железных дорогах в качестве тяговых в подавляющем большинстве случаев используют двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением НБ418К6, обладающие мягкой тяговой характеристикой. Такие двигатели, как отмечалось выше, при больших нагрузках вследствие снижения скорости потребляют меньшую мощность из системы электроснабжения.
Тяговые двигатели последовательного возбуждения НБ418К6 имеют и другие преимущества по сравнению с двигателями параллельного возбуждения ТЛ-2К1. В частности, при постройке тяговых двигателей устанавливают допуски на точность изготовления, на химический состав материалов для двигателей и т. п. Создать двигатели с абсолютно одинаковыми характеристиками практически невозможно. Вследствие различия характеристик тяговые двигатели, установленные на одном электровозе, при работе воспринимают неравные нагрузки. Более равномерно нагрузки распределяются между двигателями последовательного возбуждения, так как они имеют мягкую тяговую характеристику.
Однако, двигатели последовательного возбуждения НБ418К6 имеют и весьма существенный недостаток — электровозы с такими двигателями склонны к боксованию, иногда переходящему в разносное. Этот недостаток особенно резко проявился после того, когда масса поезда стала ограничиваться расчетным коэффициентом сцепления. Жесткая характеристика в значительно большей мере способствует прекращению боксования, так как в этом случае сила тяги резко снижается даже при небольшом скольжении и имеется больше шансов на восстановление сцепления. К недостаткам тяговых двигателей последовательного возбуждения НБ418К6 относится и то, что они не могут автоматически переходить в режим электрического торможения: для этого необходимо предварительно изменить способ возбуждения тягового двигателя.
6. Список литературы
1. Папченков СИ. Электрические аппараты и схемы тягового подвижного состава железных дорог. М: УМК МПС России, 2000.
2. Калинин В.К. Электровозы и электропоезда. М.: Транспорт, 1991.
3. Электровозы ВЛ10 и ВЛ10у. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1981.
4. Электровоз ВЛ11. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1983.
5. Электровоз ВЛ80с. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1982
6. Электровоз ВЛ80р. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1985.
7. Электровоз ВЛ85. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1992.
8. Просвирин Б.К. Электропоезда постоянного тока. М.: УМК МПС России, 2001.
9. Цукало П.В., Просвирин Б.К. Эксплуатация электропоезда. Справочник. М.: Транспорт, 1994.
10. Бочаров В.И., Лозановский А.Л., Тушканов Б.А., Янов В.П. и др. Магистральные электровозы (электрические аппараты, полупроводниковые преобразователи системы управления). М.: Энергоатомиздат, 1994.