Тяговые свойства электровозов с бесколлекторными электродвигателями

Тяговые свойства электровозов с асинхронными тяговыми электродвигателями определяются изменением основных параметров движения по рельсовой колее: скорости V и касательной силы тяги F_k на ободе колёс колёсных пар.

В соответствии с уравнением академика М.П. Костенко закон оптимального управления электровозов с АТД может быть представлен в следующем виде:

_k1 соответствуют частоте f₁ питающего напряжения U_D1, а величины V^/₁ и F^/_k1 -частоте f_ном питающего напряжения U_Dном.

При движении электровоза с АТД в режиме постоянной скорости V₁=V^/₁ выражение принимает вид:

Таким образом, для поддержания (заданной графиком) постоянной скорости движения электровоза с АТД с поездом на перегоне, что очень важно для пассажирских локомотивов, изменние питающего напряжения U_D1 должн быть пропорционально корню квадратному из отношения величин F_k1/F^/_k1.

При выходе тяговых электродвигателей на режим работы, соответствующий номинальному, а локомотива – рабочий участок тяговой характеристики при V≥V_A, целесообразно поддерживать постоянной величину касательной мощности электровоза, т.е. Р_к=const. Тем самым обеспечивается равномерная нагрузка системы электроснабжения со стороны электровоза с АТД. В этом случае N_k1/N^/_k1=F_k1V₁/F^/_k1V^/₁=1. Возведя обе части уравнения в квадрат, окончательно получим:

Из этого уравнения следует, что выполнение условия N_к=const при работе электровоза с АТД в рабочем диапазоне скоростей V^*-V_k возможно в случае изменения питающего напряжения U_D1 пропорционально корню квадратному из его частоты f₁.

Такой закон регулирования работы электровоза с АТД обеспечивается применением автономных инверторов напряжения АИН, в которых благодаря открытию или закрытию полупроводниковых вентилей в определённой последовательности происходит заданное изменение частоты f₁ питающего напряжения.

Резюмируя сказанное выше следует отметить, что построение тяговой (внешней) характеристики электровоза заключается в определении ограничении силы тяги по сцеплению при значениях скорости 0-V_p(от нуля до расчётной скорости) и построения рабочего участка характеристики начиная от скорости V_p до V_k (конструкционной). Как было отмечено мощность электровоза (см. рис. 9б и рис.11б) на участке от V_p до V_k уменьшается незначительно и в первом приближении можно считать, что в этом диапазоне скоростей касательная моность будет равна произведению касательной силы тяги на скорость, т.е.

Р_к=F_k∙V=const.

Подставив в уравнение F_k в кН,скорость в км/ч получим Р_к в кВт и уравнение зависимости F_k (V) будет иметь вид:

, кН.

Задаваясь значениями скоростей от V_p до V_k кратно 10 км/ч и подставляя их в формулу определения силы тяги получим ряд их значений, которые наносят на график тяговой характеристики. Ограничения силы тяги по сцеплению определяем для скоростей от 0 до V_p. Точка соединения кривых1(ограничение по сцеплению) и 2(ограничение по мощности тяговых электродвигателей) является точкой выхода на автоматическую характеристику F_k =(V).

12)Определение статической нагрузки на ось колёсной пары.

Нагрузка, приходящаяся на оси колёсных пар, складывается из веса надтелечного строения G_k и подрессорного веса тележки G_пт.

G_кп= G_к+ G_пт

Полный вес (тепловоза, электровоза, вагона), передаваемый от колёсных пар на рельсы,кН

G₀= P_сц= G_кп+ m∙q

где m - число колёсных пар;

q - неподрессорный вес, приходящийся на одну колёсную пару (колёсно-моторный блок), кН

q=46 кН – для тепловозов с опорно-осевым подвешиванием электродвигателя;

q=25кН – для тепловозов с опорно-рамным подвешиванием;

q=55кН – для электровозов с опорно-осевым подвешиванием;

q=32кН– для электровозов с опорно-рамным подвешиванием;

q=15кН – для вагонов.

Зная вес заданного объекта определяем подрессорный вес, приходящийся на одну колёсную пару

q _кп =