Построение тяговой характеристики электровоза

САНТК-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

1. По заданным электромеханическим характеристикам тягового электродвигателя построить тяговую характеристику электровоза.

2. Определить касательную мощность электровоза на расчетном режиме.

Шифр:10-У П П–к 6234

 

Построение тяговой характеристики электровоза.

Дано: - нагрузка от колёсной пары на рельсы - 260 кН;

- конструкционная скорость v_{контстр} - 100 км/ч;

- электровоз постоянного тока;

- число тяговых электродвигателей -8 шт.

 

 

1. Важнейшей характеристикой локомотива является тяговая характеристика, которая представляет собой графическую зависимость касательной силы тяги локомотива (на ободе его колес) F_K от скорости движения v.

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

Основными электромеханическими характеристиками тягового двигателя, 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 колес-ной парой, от тока электродвигателя F_КД = f(I_Д). (Иногда такие характеристики называют электротяговыми).

 

Вначале решения задачи электромеханические характеристики тягового двигателя, начертим.

Для построения зависимости F_K=f(v) необходимо задаться несколькими значениями тока электродвигателя и по электромеханическим характеристикам определить соответствующие значения силы тяги F_КД и скорости движения v.

Строим электромеханические характеристики тягового двигателя.

 

Полную касательную силу тяги электровоза (F_K в кН) определяем по формуле:

F_K = F_Kd*m

где:

F_K - касательную силу тяги электровоза, в кН

т - количество тяговых двигателей на локомотиве;

F_KД - сила тяги электродвигателя, в кН

Полученные данные сводим в таблицу № 1.

Построим зависимость наибольшей касательной силы тяги, которая может быть реализована электровозом при отсутствии боксования колёс, от скорости движения F_cц=f(v)

(Боксование — состояние локомотива, при котором одна (или несколько) колесных пар начинают проскальзывать относительно рельса. Это происходит, когда сила тяги превышает силу трения колес о рельс.

Юз — явление скольжения (без вращения) колес по рельсам, возникающее вследствие приложения силы торможения большей допустимой по условиям сцепления.)

Таблица №1 Ток I, А	Скорость v, км/ч	Сила тяги эл.двигателя FKД, кН	Касательная сила тяги электровоза FK, кН
1	2	3	4

 

Данные 2 (v) и 4 (F_KД ) столбцов являются координатами искомой тяговой характеристики F_K =f(v). Нанеся эти точки на планшет с системой координат F_K – v и соединив их плавной кривой получаем тяговую характеристику электровоза F_K = f (v).

На построенную тяговую характеристику следует нанести ограничения силы тяги по сцеплению колес локомотива с рельсами и по конструкционной (наибольшей допустимой) скорости.

Для наложения на тяговую характеристику ограничения по условиям сцепления движущих колес локомотива с рельсами необходимо рассчитать и построить зависимость наибольшей касательной силы тяги, которая может быть реализована электровозом при отсутствии боксования колес, от скорости движения F_сц=f(v).

Определим сцепной вес электровоза: Р_сц = П ·m = 260·8=2080 кН

Где: Р_сц - сцепной вес электровоза (нагрузка, передаваемая от движущих колес на рельсы), кН

П - нагрузка от движущей колесной пары на рельсы, кН (задана);

m - число движущих колесных пар электровоза (равное количеству тяговых двигателей); Правилами тяговых расчётов для поездной работы установлена следующая эмпирическая формула для определения к ψ

электровоза постоянного тока: =0,28+ -0,0007=Величина F_cu вычисляется для нескольких значении скорости (0; 10;20; 30; 40; 50 и т. д. км/ч).

Результаты расчета зависимости F_cu = f (v) удобно свести в таблицу, составленную по следующей форме:

 

 

Скорость v,км/ч	Коэффициент сцепления	Сила тяги по сцеплению Fcu, кН
	0,340	707,2
	0,285	592,8
	0,273	567,84
	0,264	549,12
	0,256	532,48
	0,248	515,84
	0,240	499,2
	0,233	484,64
	0,226	470,08
	0,219	455,52
	0,211	438,88

 

 

Для построения рекомендуются масштабы:

скорость v: 1 км/ч — 1 мм;

сила тяги F_K: 40 кН—10 мм или 50 кН — 10 мм.

В точке пересечения кривой F_CЦ =f(v) и тяговой характеристики F_K =f(v) полностью используется как сцепной вес локомотива, так и мощность его тяговых двигателей. Поэтому режим работы электровоза, соответствующий этой точке (F_KP и v_p), может быть принят за расчетный при определении веса состава.

2. Касательная мощность электровоза (на ободе движущих колёс) при расчётных тяговых параметрах (F_KР ,v_p ) - (найденных из графика в предыдущем пункте) может быть вычислена по формуле:

 

Nк= кВт.