Расчёт и построение токовых характеристик

По величине тока, потребляемого двигателем I_д и време­ни, в течение которого ток идет по его обмоткам, определя­ют температуру нагрева обмоток и по ней оценивают ис­пользование мощности электровоза.

Для расчета расхода электрической энергии на тягу по­езда нужно знать активную составляющую полного тока I_da, по­требляемого электровозом переменного тока, и время рабо­ты с каждым током. Для этого на графике движения поезда показывают кривые изменения тока I_д(S) и I_da(S).

Чтобы построить этот график, необходимо рассчитать и построить токовую характеристику I_da(V) (ток I_д берется из скоростных характеристик).

Токи I_д берут из заданных скоростных характеристик с учетом ограничива­ющих линий. Ток I_d потребляемый электровозом из контактной сети для питания тяговых двигателей, определяют по формуле:

I_d= I_в·К_эф / К_т , (3.23)

где К_эф – коэффициент эффективности переменного тока;

I_в - выпрямленный ток, равный сумме токов тяговых двигателей,

I_в= I_д·а, (3.24)

Здесь а – число параллельно соединенных тяговых двигателей;

К_т – коэффициент трансформации главного трансформатора

К_т=0,9·U_C/Uво, (3.25)

где U_C=25000 В – напряжение первичной обмотки;

Uво=0,9·U₂₀,

U₂₀- напряжение холостого хода вторичной обмотки.

На 9 позиции: К_т=0,9·25000/319=70,53

На 33 позиции: К_т=0,9·25000/1100=20,45

Активная составляющая полного тока электровоза (активный ток) равна:

I_dа =I_d·Х, (3.26)

где Х – коэффициент мощности электровоза.

Без учёта сравнительно малого тока холостого хода трансформатора, при К_эф = 1 коэффициент мощности можно определить по формуле:

Х=0,9·(U_ВО-(R_Э^´- R_ОБ^´)·I_Д / U_В0), (3.27)

где R_Э^´ и R_ОБ^´ - эквивалентное и общее активное сопротивление цепи преобразовательной установки, приведённое к тяговому двигателю (R_Э^´ = 0,095 Ом, R_ОБ^´ = 0,02 Ом).

Например, для V= 110 км/ч I_d33= 300 А

I_в= 300·8=2400 А

I_d33 =2400·1 / 20,45=117,3 А

Х=0,9·(1100-(0,095- 0,02)·300 / 1100)=0,8816

I_dа =117,3·0,8816=103,4 А

Результаты остальных расчётов заносим в таблицу 3.7

Таблица 3.7 - Расчёт активной составляющей полного тока, потребляемого электровозом

По результатам таблицы 3.7 строим график токовых характеристик на рис. 3.2.

Рис.3.2 График токовой характеристики