Электромеханические характеристики электровоза

Они характеризуют тяговые свойства колёсно-моторного блока элек­тровоза. Строят их путем пересчета из электромеханических характеристик, при­веденных к валу тягового электродвигателей.

Характеристики представляют из себя зависимости: касательной силы тяги колеса, скорости и к.п.д. от тока при неизменном напряжении на двигателе.

Объяснение графического изображения каждой из этих зависимостей выполняется на основании кривой намагничивания электрической машины, т.е. зависимости магнитного потока от тока: Ф = f (/).

Эта зависимость показывает, что при пуске электрической машины, т.е. при малых по величине токах, магнитный поток главных полюсов изменяется прямо-пропорционально величине тока. При последующем увеличении тока магнитный поток практически не изменяется, т.к. на­ступает насыщение магнитной системы главных полюсов.

1. Зависимость касательной силы тяги колеса от тока, (электротяговая характеристика).

В зоне малых токов (участок 0 - А) на графическом изображении данной зависимости сила тяги увеличивается прямо-пропорционально квадрату тока, т.к. при увеличении тока увеличивается и магнит­ный поток (см. кривую намагничивания и формулу силы тяги).

При последующем увеличении тока сила тяги возрастает прямо-пропорционально току, так как наступило насыще­ние магнитной системы двигателя, и маг­нитный поток практически не увеличивает­ся. Данная зависимость показывает, что в зоне малых токов электровоз развивает максимальную силу тяги, что облегчает взятие поезда с места. В зоне больших токов из-за того, что сила тяги возрастает прямо-пропорциональна току, обеспе­чивается плавный разгон поезда.

2. Зависимость скорости от тока (скоростная характеристика, выполненная на одно определенное напряжение)

В зоне малых токов (U) магнитный по­ток практически равен нулю, поэтому скорость стремится в бесконечность. При дальнейшем увеличении тока скорость уменьшается, т.к. увеличива­ется магнитный поток (см. формулу скорости и кривую намагничивания). При ещё большем увеличении тока скорость становится величиной постоянной, т.к. наступает насыщение магнитной системы двигателя. Очевидно, что при такой зависимости скорости от тока, двигатель последовательного возбужде­ния нельзя подключать под напряжение без нагрузки и, тем более, невозможно разогнать электровоз до требуемой скорости. Для обеспечения разгона необходи­мо иметь семейство таких характеристик, выполненных на различные напряже­ния и переключать тяговые двигатели с одной из них на другую, то есть плавно переключать двигатель с одного на другое напряжение. Семейство таких харак­теристик, выполненных для каждой позиции контроллера, отражается на пуско­вой диаграмме.

3. Зависимость к. п. д. от тока.

К.п.д. при пуске, т.е. при малых токах дви­гателя, отсутствует, так как двигатель не намагничен, отсутствует и вращающий мо­мент. При последующем увеличении тока появляется магнитный поток и вращающий момент. Появляется кпд, но увеличивается он медленно, так как двигатель преодолевает механиче­ские потери. При токах I_дл и I_час, соответствующих часовому и длительному токам, к.п.д. наивысший. При токах больше часового он уменьшается, т.к. наступает на­сыщение магнитной системы двигателя, растут магнитные и электрические потери.