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- представлены в таблице 4 и на рисунке 2

 

Таблица 4- Электромеханические характеристики, отнесенные к валу электродвигателя

Ток I, А	Частота вращения якоря n, об/мин	Момент на валу M, Нм	КПД η, %
β=1,0	β=0,5	β=0,31	β=1,0	β=0,5	β=0,31	β=1,0	β=0,5	β=0,31
Примечание. Здесь β–коэффициент ослабления поля последовательной обмотки возбуждения.

 

 

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= м;

µ – передаточное число редуктора; µ =;

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 =B;

I _ч -номинальный (часовой) ток двигателя, А; I ч = А.

 

Таблица 5-Потери в передаче

Тип передачи	Ток якоря I,А
Относитель- ные, %
Абсолютные

 

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

Ток I, А	Скорость движения ПС V, км/ч	Сила тяги F, Н	КПД η, %
β=1,0	β=0,5	β=0,31	β=1,0	β=0,5	β=0,31	β=1,0	β=0,5	β=0,31
Примечание.Здесь β–коэффициент ослабления поля последовательной обмотки возбуждения

 

 

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 троллейбуса равен 0,3

-количество ТЭД на ПС; z=1.

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

-для троллейбуса с одним приводным мостом

 

, (19)

кН.

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

 

Н.

По электромеханической характеристике двигателя F(I) при полном поле определяется значение =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; =;

- коэффициент запаса; =

.

По электромеханическим характеристикам при полном поле м/ .

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 ;

 

;

 

Н/кН.

 

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

, (22)

 

м/ .

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

Так как полученное ускорение получилось выше допустимого а=2,принимаем =

 

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)

 

;

 

.

 

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

 

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

 

,

.