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);
Емкость коммутирующего конденсатора
Емкость коммутирующего конденсатора рассчитывается из условия tв = tc. По таблице 2.1. из [1] находим, что tв = 16 мкс, при группе по tв = 7 из условия. Емкость коммутирующего конденсатора влияет на схемное время tc, в течение которого к тиристору VS1 прикладывается обратное напряжение. Величина tc ...
Определение правила выбора наилучшего решения
Определение наилучшего решения будет принято с использованием правила многокритериального выбора. Таким образом, выбор решения наиболее эффективно осуществляется путем сопоставления векторов оценок решений, так как основное количество оценок решений содержит показатели, которые невозможно объединит ...
Кинетостатический метод силового расчета
Кинетостатический метод определения сил основан на принципе Даламбера, согласно которому, если в любой момент времени, кроме фактически действующих активных сил и сил реакций, ко всем точкам системы приложить силы инерции, то система будет уравновешена и к ней применимы уравнения равновесия статики ...