Тяговые электродвигатели постоянного токаСтраница 4
Основные параметры и показатели работы электрических двигателей
Одним из наиболее важных параметров электродвигателя является его мощность
. Чем большую мощность развивает электродвигатель, тем больший ток проходит по его обмоткам и, в соответствии с законом Джоуля-Ленца, больше тепла выделяется в проводниках. В результате теплового действия тока обмотки и другие детали двигателя нагреваются, их температура становится выше температуры окружающей среды.
Предельно допустимые превышения температур частей электрических машин по отношению к температуре окружающей среды не должны превышать норм, регламентированных ГОСТом. В зависимости от времени, в течение которого части двигателя, работающего в условиях нормально действующей вентиляции, нагреваются до максимально допустимой температуры, ввели понятия продолжительной и часовой мощности
[3].
Продолжительной
называют наибольшую мощность, которую может развивать двигатель в течение неограниченного времени без повышения температуры частей двигателя сверх максимально допустимого значения.
Под часовой
понимают наибольшую мощность, которую может развивать двигатель в течение одного часа без повышения температуры частей двигателя сверх максимально допустимого значения. При этом полагают, что температура частей двигателя в начале испытания равна температуре окружающей среды, которую считают равной 25оС.
Параметры электрической машины: напряжение, сила тока, частота вращения вала якоря, к.п.д. - соответствующие работе при продолжительной мощности, называют длительными
, а реализуемые при часовой мощности - часовыми
. Обычно технические данные тяговых двигателей электровозов приводят для двух режимов: продолжительного и часового [3], а тяговых двигателей тепловозов - для одного режима: продолжительного [4]. Поэтому далее будем считать, что номинальным режимом
работы тяговых электромашин тепловозов является продолжительный режим, а электровозов - часовой.
Мощность электрического двигателя, развиваемая на номинальном режиме
Рдн=Uдн.Iдн.ηдн.10-3, кВт, (2.5)
где Uдн ,Iдн , ηдн - номинальные значения напряжения, силы тока и к.п.д. двигателя.
Значение к.п.д. ηдн, оценивающее потери энергии при работе машины, для локомотивных тяговых двигателей составляет 90-94%.
Различают три составляющие потерь энергии в электрической машине:
электрические, магнитные и механические. Электрические потери в двигателе обусловлены сопротивлением обмоток якоря и полюсов, а также коллекторно-щеточного узла прохождению тока. Магнитные потери обусловлены возникновением вихревых токов Фуко в массивных деталях двигателя, сопротивлением магнитному потоку воздушных промежутков в магнитной цепи электродвигателя и гистерезисом. Механические потери связаны с трением в подшипниковых узлах и аэродинамическим сопротивлением, возникающими при вращении якоря.
Режим работы электродвигателя, при котором величина силы тока превышает допустимые значения, называется перегрузочным. Он ведет к сокращению срока службы электрической машины вследствие перегрева и снижения прочности изоляции ее обмоток.
В соответствии с формулой (2.4), значение силы тока в якорных обмотках двигателя Iд взаимосвязано с режимами работы локомотива, а также характеристиками электродвигателя. Зависимость между напряжением Uд, приложенным к двигателю, и силой тока Iд определяется законами Ома и Кирхгофа:
Uд=Eд+Iд.Rд, В, (2.6)
где Eд - ЭДС, индуцируемая в якорной обмотке, В;
Iд.Rд - падение напряжения в электродвигателе при прохождении по нему тока (составляет примерно 0,04.Uд), В;
Rд - суммарное сопротивление якорной цепи двигателя, Ом.
Фундаментальные законы физики: законы Ампера (2.1),(2.2) и Фарадея (2.3), - рассмотренные в п.2.1 применительно к отдельному витку (проводнику), для электрического двигателя со сложной якорной обмоткой имеют вид:
Ед = Се.Фд.nд, В; (2.7)
Мэ=См.Фд.Iд, Н.м, (2.8)
где Мэ - электромагнитный момент на валу двигателя (вращающий момент без учета механических потерь в двигателе);
Расчет мощности ЭД и выбор его по каталогу
Номинальная мощность электродвигателя АШЛ определяют по формуле: Где: – номинально тяговое усилие в швартовном тросе, кН – номинальная скорость выбирания швартовного троса (принимаем =0,23 м/с) – КПД механизма (принимаем =0,75) – поправочный коэффициент для двигателей, имеющих запас по времени стоя ...
Определение выручки от перевозок
Плановая прибыль определяется П=Sобщ*R/100,(4.24) где R – рентабельность перевозок, 15% П=4315994,57 *15/100=647399,18 руб. Доход от перевозки Д=Sобщ+П(4.25) Д=4315994,57 +647399,18 =4963393,75 руб. Стоимость перевозки с учетом НДС Дндс = Д+(18*Д/(100+18))(4.26) Дндс = 4963393,75 +(18*4963393,75 /( ...
Определение частоты вращения вторичного вала на отдельных передачах
Обороты вторичного вала определяются по формуле: (1.20) где ni - частота вращения вторичного вала соответственно на i-ой передаче; niперв - частота вращения первичного вала на i-ой передаче; ui - передаточное число от первичного вала до вторичного на i-ой передаче. Результаты расчета приведены в та ...