Построение тяговой характеристики электровоза

Тяговой характеристикой локомотива называют графическую зависимость касательной силы тяги от установившейся скорости движения при различных режимах энергосиловой установки в пределах ограничений по надежности, устойчивости и безопасности движения.

Для повышения провозной и пропускной способности дорог при ограниченной мощности генераторов энергии необходимо иметь гиперболическую тяговую характеристику тепловозов. В таком случае мощность дизеля используется более полно при различных скоростях движения. Графический вид тяговой характеристики тепловоза определяется типом, параметром тяговой передачи и ее ограничителями.

У электровозов нет ограничения в получаемой энергии, а переменная внешняя нагрузка не оказывает влияния на режим и параметры генераторов энергии – электростанций.

Магистральные тепловозы и электровозы переменного тока имеют только параллельное соединение двигателей, и поэтому тяговые характеристики при соединениях С и СП отсутствуют.

Регулирование скорости и силы тяги изменением возбуждения тяговых двигателей у тепловозов производится автоматически, а у большинства электровозов – изменением позиции контроллера при скоростях, установленных нормами ПТР.

Таким образом, тяговые характеристики локомотивов имеют ограничения по ресурсам и по надежности работы: у тепловозов – по дизелю, по тяговой передаче, по сцеплению и конструкционной скорости; у электровозов – по тяговым двигателям, по сцеплению и по конструкционной скорости.

Тяговую характеристику локомотива можно F_k=f(V) можно рассчитать и построить исходя из электромеханических характеристик тягового электродвигателя, отнесенных к ободу движущих колес.

Основными электромеханическими характеристиками тягового электродвигателя, отнесенными к ободу движущих колес, являются зависимость скорости движения локомотива от тока электродвигателя V=f(I_д) (скоростная характеристика) и зависимость силы тяги, реализуемой одной движущей колесной парой, от тока электродвигателя F_k_д= f(I_д) (электротяговая характеристика).

Электромеханические характеристики, отнесенные к ободу движущих колес, для тяговых электродвигателей приведены на рисунках 12.1-12.6..

Для построения зависимости F_k=f(V) необходимо задаться несколькими (пятью-шестью) значениями тока электродвигателя (например, 200 А, 300 А и т.д.) и по электромеханическим характеристикам определить соответствующие значения силы тяги F_k_д и скорости движения V.

Полная касательная сила тяги локомотива определяется по формуле:

(1)