Короткі теоретичні відомості. Тягові характеристики двигунів різних систем збудження наведено на рис

Тягові характеристики двигунів різних систем збудження наведено на рис. 5.1. Як видно з цього рисунка, біля тягової характеристики двигуна послідовного збудження (крива 1) у зоні малих швидкостей сила тяги при збільшенні швидкості різко падає. При подальшому збільшенні швидкості зміна сили тяги незначна.

Тягова характеристика двигуна паралельного збудження (крива 2) жорстка (близька до прямої вертикальної лінії). При деякій швидкості вона перетинає вісь абсцис і продовжується в зоні негативних (гальмівних) сил.

Крива 3 відображає тягову характеристику двигуна змішаного збудження.

1 – послідовного; 2 – паралельного; 3 – згідно-змішаного; F_л – сила тяги локомотива; В_л – гальмівна сила локомотива; v – швидкість

Рисунок 5.1 – Тягові характеристики двигунів системи збудження

Основними вимогами, яким повинні задовольняти тягові двигуни, є електрична стійкість, механічна стійкість; рівномірний розподіл навантажень між паралельно працюючими двигунами; максимальне використання сили зчеплення; стійкість комутації; найменший вплив на енергосистему; можливість плавного регулювання швидкості та застосування рекуперації; простота конструкції.

Аналіз роботи в режимі тяги двигунів різних систем збудження показує, що найбільшу електричну і механічну стійкість мають двигуни послідовного і згідно-змішаного збудження; сприятливий розподіл навантажень має місце у двигунів з м'якими характеристиками (ТЕД послідовного збудження); найкраще використання зчіпної ваги – у двигунів із жорсткими характеристиками (ТЕД паралельного і незалежного збудження). Проте в останніх двох випадках суттєве значення має схема з'єднання двигунів.

На рухомому складі, як правило, установлено декілька двигунів, які можуть бути включені як послідовно, так і паралельно. При послідовному з'єднанні декількох двигунів характеристика двигуна, пов'язана з боксуючою колісною парою, стає м'якою, тому що напруга на боксуючому двигуні підвищується, викликаючи подальше збільшення швидкості його обертання.

При послідовному з'єднанні z_c двигунів швидкість ковзання буксуючої колісної пари зростає в z_с разів порівняно зі швидкістю двигуна, безпосередньо ввімкненому на постійну напругу. Відповідно в z_с разів зменшується жорсткість тягової характеристики двигуна, пов'язаного з боксуючою колісною парою.

Таким чином, послідовне ввікнення двигунів, незважаючи на кращий розподіл сил тяги між двигунами, значно менш сприятливо з точки зору використання зчіпної ваги, ніж паралельне. Недоліком послідовного ввімкнення є і те, що зі збільшенням швидкості ковзання буксуючої колісної пари падає струм, а відповідно, і сила тяги всіх двигунів, з'єднаних послідовно з буксуючим. З точки зору надійності комутації та впливу на систему енергозабезпечення найкращі властивості мають двигуни з м’якими характеристиками.

Регулювання швидкості та рекуперація краще здійснюються у двигунів паралельного та згідно-змішаного збудження. Перевагою цих двигунів є автоматичний перехід у генераторний режим, що дозволяє легко здійснювати рекуперативне гальмування. Ще кращі регулювальні властивості у двигуна незалежного збудження.

Рух електрорухомого складу, як відомо, починається з пуску, після чого здійснюють регулювання швидкості двигуна. Умови пуску і регулювання швидкості залежать від системи тягового привода.

Зміну напруги на затискачах тягового двигуна при заданій напрузі джерела живлення можна здійснити різними способами: перемиканням тягових двигунів з послідовного на паралельне з'єднання; установкою перетворювачів напруги на електрорухомий склад.

Послідовно-паралельне перемикання тягових двигунів – досить економічний спосіб. На рис. 5.2 як приклада показано дві схеми з'єднання чотирьох тягових двигунів. При послідовному з'єднанні (рис. 5.2, а) до кожного двигуна підводиться напруга . При послідовно-паралельному з'єднанні (рис. 5.2, б) напруга на двигуні збільшується до .

Рисунок 5.2 – Схеми послідовного (а) і послідовно-паралельного (б) з'єднання двигунів: U_с – напруга джерела живлення

Хід роботи

1. Ознайомитись з лабораторним стендом (додаток А).

2. Зняти та побудувати статичні характеристики для декількох точок навантаження від min до max.

3. Зняти та побудувати динамічні характеристики тягових електродвигунів при послідовному та паралельному з’єднаннях у рушійному режимі:

- пуск тягових електродвигунів з максимальним навантаженням;

- робота тягових електродвигунів при накиданні та скиданні максимального навантаження;

- пуск тягових електродвигунів з мінімальним навантаженням;

- робота тягових електродвигунів при накиданні та скиданні мінімального навантаження.

Зміст звіту

1. Титульна сторінка.

2. Назва та мета роботи.

3. Функціональна схема стенда.

4. Динамічні характеристики тягових електродвигунів при послідовному та паралельному з’єднаннях у рушійному режимі у системах координат , , .

5. Статичні характеристики тягових електродвигунів при послідовному та паралельному з’єднаннях , , .

6. Висновки щодо роботи.

Контрольні питання

1. Яким чином на лабораторному стенді реалізується накид навантаження?

2. Оцінити наслідки прямого ввімкнення в мережу тягових електроприводів з номінальною напругою.

3. Перерахуйте можливі способи регулювання швидкості тягових електроприводів.

4. Перерахуйте можливі способи гальмування тягових електроприводів.

5. Перерахуйте сфери застосування тягових електроприводів.

6. Продемонструйте на лабораторному стенді роботу тягових електродвигунів при накиданні та скиданні максимального і мінімального навантаження.

7. Які характеристики називають робочими характеристиками для двигунів з послідовним збудженням?

8. Яким чином впливає зміна навантаження на перехідні характеристики тягових електроприводів при паралельному з’єднанні?

Література:[5, с. 65–75; 6, с. 95–100; 7, с. 103–110; 8, с. 66–70].

Поиск по сайту: