Основные понятия и определения. Цель работы:Исследование электромеханических характеристик тягового электродвигателя (ТЭД)

Москва 2011

Общая часть

Цель работы: Исследование электромеханических характеристик тягового электродвигателя (ТЭД). Изучение методики проведения стендовых испытаний ТЭД.

Объект исследования: Тяговый электродвигатель постоянного тока ЭД118А применяемый на тепловозах серии 2ТЭ10Л, 2ТЭ10М; 2ТЭ116 и др. Условное обозначение: ЭД- электродвигатель; 118- номер разработки;

А- номер модификации.

Основные технические данные.

Электрическая мощность, кВт……………………………………….….. 305

Напряжение, В:

продолжительного режима ………………………………………….. 463

максимальное ………………………………………………………… 700

Ток нагрузки, А:

продолжительного режима …………………………………….……. 720

максимальном напряжении ………………………………………….. 476

максимальный кратковременный

(при трогании тепловоза с места) ……………………………………1100

Коэффициент полезного действия, %:

при продолжительном режиме

и полном токе возбуждения…………………………………………. 91,5

Масса, кг …………………………………………………………………. 3100

Обмотка возбуждения …………………………………… последовательная

Число ступеней ослабления тока возбуждения …………………………… 2

Коэффициент ослабления тока возбуждения:

I ступень ………………………………………………………………. 60%

II ступень ……………………………………………………………… 36% Подвеска ……………………………………………………… опорно-осевая

Вентиляция ……………………………………………………принудительная

Электродвигатель ЭД118А имеет четыре главных и четыре добавочных полюса, которые обеспечивают, соответственно, требуемый основной магнитный поток и нормальную коммутацию. Начало и конец обмотки возбуждения выведены наружу для обеспечения возможности реверсирования вращения якоря ТЭД и включения ступеней ослабления возбуждения. Обмотка якоря выполнена петлевой с уравнительными соединениями первого рода со стороны коллектора.

Теоретическая часть

Основные понятия и определения.

Для проверки технического состояния и соответствия параметров нормативно-техническим данным. Тяговые двигатели после изготовления или ремонта подвергаются испытаниям по программе регламентированной ГОСТ 2582. «Машины электрические вращающиеся тяговые».

Одним из основных видов испытаний ТЭД является снятие электромеханических характеристик.

Электромеханические характеристики тягового электродвигателя – это зависимости частоты вращения якоря n_д, момента М_д и коэффициента полезного действия η_д от тока нагрузки (якоря) I_д при постоянном значении

подведенного напряжения U_д и различных коэффициентов ослабления тока I_в возбуждения (α = I_в / I_д):

n_д = f (I_д); М_д = f (I_д); η_д = f (I_д),

при U_д = const; α ₁ =1; α ₂ < α ₁; α _min < α ₃ < α ₂

где, α _min – минимально допустимые значения коэффициента ослабления возбуждения по условиям безыскровой коммутации, составляет α _min ≈ 0,36

Для ТЭД постоянного тока имеем:

где U _д -[B], I_д - [А], Ф- [Вб], n_д - [об/мин], Р_пот - [Вт];

R_д = R_а+R_в + R _дп – сопротивление цепи якоря ТЭД

(R_а,R_в,R _дп –соответственно сопротивления обмоток якоря, возбуждения, добавочных полюсов)

C_e = – постоянная двигателя, учитывающая число пар полюсов р, число проводников обмотки якоря N, число параллельных ветвей обмотки якоря 2 a;

Ф – магнитный поток двигателя;

Р_пот – суммарная мощность потерь в ТЭД.

Электромеханические характеристики тепловозных ТЭД имеют особенности: они определяются не при постоянном напряжении, а при изменении подведенного напряжения в соответствии с алгоритмом работы системы автоматического регулирования напряжения тягового генератора (ТГ), т.е. с учетом поддерживания постоянной мощности на зажимах ТГ

(РГ ≈ const), а следовательно и на зажимах ТЭД (P_д = U_д I_д ≈ const),

при этом U_д = ; α ₁ = 1; α ₂ < α ₁; α _min < α ₃ < α ₂.