Учебная работа. Проектирование электрической передачи локомотива

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Проектирование электрической передачи локомотива

Содержание

1. Исходные данные

2. Выбор расчетных значений силы тяги и скорости локомотива

3. Выбор типа электрической передачи

4. Определение мощностей, основных размеров тяговых электрических машин

5. Выбор схемы соединения тягового генератора, выпрямительной установки, тяговых электродвигателей

6. Расчёт параметров основных режимов работы, основных размеров тягового генератора постоянного тока. Выбор тягового генератора

7. Расчет и построение регулировочной характеристики тягового генератора. Обоснование и выбор принципиальной схемы системы возбуждения тягового генератора

8. Расчет основных параметров ТЭД и зубчатой передачи. Выбор тягового электродвигателя

9. Расчет нагрузочных характеристик ТЭД

10. Расчёт степеней ослабления тока возбуждения ТЭД

11. Расчёт электромеханических характеристик ТЭД

12. Расчет и посторенние тяговой характеристики, зависимостей напряжения и тока генератора от скорости тепловоза. Определение скоростей переключения ступеней магнитного потока ТЭД

13. Расчет коэффициента полезного действия электрической передачи

Вывод

Список используемой литературы

1. исходные данные

по выполнению курсовой работы "Проектирование электрической передачи локомотива"

Студент: Тихомиров Ю.О. Группа: Л-0902 Вариант: №20

ДАНО:

Тепловоз образец: 2ТЭ10в

Назначение тепловоза: грузовой

Номинальная мощность дизеля Ne=2200 кВт

Номинальная величина вращения вала дизель-генератора nд=850об/мин

Нагрузка от оси на рельс Р0=225,4 кН

Сила тяги длительного режима на ободе колес Fk= 253кН

Скорость длительного режима, Vp=25 км/ч

Конструкционная скорость, Vк=100 км/ч

диаметр колеса, D=1,05 м

Марка тягового двигателя тепловоза образца: ЭД-118А

Мощность тягового двигателя тепловоза-образца,

Максимальная величина вращения тяговых двигателей,max= 2290мин-1

2. Выбор расчетных значений силы тяги и скорости локомотива

Расчетная сила тяги Fкр определяется по условию реализации коэффициента тяги φкрна расчетном подъеме:

H (2.1)

где -сцепной вес тепловоза, (число движущих осей) кН

Коэффициент тяги на расчетном подъеме:

Для грузовых тепловозов

Для пассажирских тепловозов

Для маневровых тепловозов

Скорость на расчетном подъеме:

, м/с (2.2)

Мощность дизеля, передаваемая тяговому генератору на номинальном режиме

, кВт (2.3)

Мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных механизмов и машин

(2.4)

К. п. д. передачи постоянного тока:

(2.5)

К. п. д. передачи переменно-постоянного тока:

(2.6)

где — к. п. д. тягового генератора;

— к. п. д. тягового электродвигателя;

— к. п. д. зубчатой передачи от тягового электродвигателя к движущей оси;

— к. п. д. выпрямительной установки

Расчёт:

3. Выбор типа электрической передачи

Рассматриваются три типа электрической передачи:

передача постоянного тока;

передача переменно-постоянного тока;

передача переменно-постоянно-переменного тока (передача переменного тока.

Передача постоянного тока применяется на большинстве эксплуатируемых тепловозов с электрической передачей.

В качестве тяговых генераторов применяются генераторы постоянного тока с независимым возбуждением.

Электромеханические характеристики тяговых электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением позволяют достаточно просто сформировать требуемую тяговую характеристику тепловоза.

Передача постоянного тока используется на маневровых и магистральных тепловозах мощностью до 2000 кВт.

использование передачи постоянного тока на тепловозах большой мощности не целесообразно, так как ухудшаются условия коммутации электрических машин, что ведет к снижению надежности передачи и увеличению расходов на ремонт. Поэтому на тепловозах мощностью свыше 2000 кВт используются передачи переменно — постоянного тока (включают в себя синхронный генератор, выпрямительную установку и тяговые электродвигатели постоянного тока) и переменно — постоянно — переменного тока (состоит из синхронного генератора, пускорегулирующей аппаратуры и асинхронных тяговых двигателей).

Исходя из того, что тепловоз, для которого проектируется электрическая передача, обладает мощностью N= 2000 кВт, используем передачу переменно — постоянного тока.

Рисунок 1. Упрощенная схема тяговой передачи переменно-постоянного тока:

ВВ — контактор возбуждения возбудителя; В — возбудитель; СТГ — стартер-генератор; КВ — контактор возбудителя; ТГ — тяговый генератор; БУВ — блок управления возбуждением; ТЭД — тяговые электродвигатели; ВУ — выпрямительная установка; 10-ICI, 10-1С2, 10-1СЗ — три фазы 1-й звезды; 20-2С1, 20-2С2, 20-2СЗ — три фазы 2-й звезды

Величина тока возбуждения ТГ, а следовательно, и напряжение, приложенное к ТЭД, регулируется блоком управления возбуждением (БУВ) посредством изменения моментов открытия тиристоров управляемого выпрямителя.

. Определение мощностей, основных размеров тяговых электрических машин

Номинальный режим работы электрических машин соответствует реализации тепловозом расчетных значений силы тяги и скорости движения. При этом обеспечивается продолжительный режим работы тягового генератора и тяговых электродвигателей. При скорости движения ниже расчетной тяговый генератор и тяговые электродвигатели могут работать кратковременно с перегрузкой по току.

электрическая мощность тягового генератора на номинальном режиме:

(4.1)

где — мощность дизеля, передаваемая генератору на номинальном режиме;

— к. п. д. генератора

Мощность, потребляемая тяговым электродвигателем

(4.2)

где — число тяговых электродвигателей

При индивидуальном приводе m выбирается по количеству колесных пар тепловоза.

электрическая передача локомотив скорость

Электромагнитные параметры на номинальном режиме и геометрические размеры электрической машины связаны машиной постоянной:

(4.3)

где — диаметр якоря, м;

— длина якоря, м;- частота вращения вала якоря на номинальном режиме, с-1;

— расчетная мощность, электрической машины, кВт;

— коэффициент полюсного перекрытия (отношение ширины полюсного наконечника к полюсному делению);

— коэффициент формы кривой поля;

— обмоточный коэффициент;

— линейная нагрузка якоря;

— индукция в воздушном зазоре.

По соотношениям между и , характерным для электрических машин рассматриваемого типа, определяются расчетные значения и и соответствующие габаритные размеры машин.

Расчёт:

За тепловоз-образец принимаем тепловоз 2ТЭ10в, у которого используется тяговый генератор типа ГП-311Б, его мощность составляет .

Тяговый электродвигатель марки ЭД-118 с потребляемой мощностью .

Расчетная мощность генератора

(4.4)

где

5. Выбор схемы соединения тягового генератора, выпрямительной установки, тяговых электродвигателей

При выборе схемы соединения необходимо учитывать возможность реализации требуемых тяговых характеристик локомотивов при рациональных напряжениях и токах тяговых электрических машин.

На тепловозах мощностью 1470 кВт и выше применяется исключительно схема параллельного соединения тяговых электродвигателей и тягового генератора (рисунок 2).

Т.к. по мере повышения мощности следует повышать напряжение электродвигателя, следовательно, с ростом мощности тепловоза параллельное соединение электродвигателей целесообразнее по условиям получения рациональных параметров тяговых генераторов и электродвигателей.

Рисунок 2 Параллельная схема соединения тяговых электродвигателей и тягового генератора

Для параллельной схемы соединения:

(5.1)

(5.2)

А

6. Расчёт параметров основных режимов работы, основных размеров тягового генератора постоянного тока. Выбор тягового генератора

При установившемся режиме работы дизеля от тягового генератора тяговым электродвигателям передается постоянная электрическая мощность при переменных значениях тока 1Г и напряжения Ur генератора, причем

где, — предельные значения тока и напряжения в пределах области Pr=const.

кВт (6.1)

Коэффициент регулирования напряжения тягового генератора:

(6.2)

Принимаю Кг = 1,6. Определим номинальное напряжение генератора:

=750/1,6=468 (6.3)

Номинальный ток генератора:

А (6.4)

Максимальный ток генератора:

А (6.5)

Минимальное напряжение генератора:

=, В (6.4) =

минимальный ток генератора:

=, А (6.5) =, А

Расчётная мощность генератора постоянного тока:

(6.6)

Где = 1,03-1,10

1,06*1650=1749 кВт

Для расчёта машинной постоянной принимаются значения электромагнитных параметров:

Вб=0,65-0,69 Тл

А= (500-550) * А/м

наружный диаметр станины по опыту построенных конструкций:

(6.7)

Общая длина станины:

(6.8)

Машинной постоянная:

Полученные значения токов сведём в таблицу 1

Таблица 1

Параметр, АЗначениеПараметр ВЗначение475804758346352546822007500750

рисунок 3 Внешняя характеристика тягового генератора

По полученным расчётным данным выбираем серийный тяговый генератор постоянного тока и составляется таблица основных технических параметров:

Технические данные ГП-311Б

Мощность, кВт2000Мощность, используемая на тепловозе при 20°С, кВт1780Напряжение продолжительного режима низшее, В465Напряжение продолжительного режима высшее, В700ток при низшем напряжении, А4320Ток при высшем напряжении, А2870Частота вращения, об/мин850КПД в продолжительном режиме, %94,2Масса, кг8700

7. Расчет и построение регулировочной характеристики тягового генератора. Обоснование и выбор принципиальной схемы системы возбуждения тягового генератора

Для формирования требуемой характеристики системы регулирования ТГ необходимо поменять ток Iг в обмотке независимого возбуждения в соответствии с регулировочной характеристикой.

Расчет регулировочной характеристики выполняется для режимов постоянной номинальной мощности Ргн при номинальной частоте вращения вала дизель-генератора, ограниченные напряжение и тока генератора при переменной частоте вращения.

Расчет

выбираем значение тока Iг =3000А (по таб1)

По характеристике определяем Uг=700В

ЭДС для генератора постоянного тока:

(7.1)

Где

— сопротивление обмотки якоря и дополнительных полюсов для расчётной температуры нагрева обмоток.

Мощность генератора постоянного тока:

, Вт (7.2)

700*3000=2100000 Вт =2100 кВт

рисунок 4 Регулировочная характеристика генератора

На тепловозах с передачей переменно-постоянного тока применяется схема системы возбуждения с возбудителем переменного тока, питающим обмотку независимого возбуждения тягового синхронного генератора через управляемый выпрямитель.

такая схема выполнена на более современном уровне в отличие от системы возбуждения тягового генератора с магнитным усилителем и селективным узлом.

вместо генератора-возбудителя постоянного тока используется более простой и надежный синхронный генератор.

Рисунок 5 Система возбуждения с возбудителями переменного тока и выпрямителями

Схема рис.6, а системы возбуждения, где вспомогательный синхронный генератор 3 и возбудитель 7 расположены на одном валу с главным генератором 1, а ионный выпрямитель 5 с одно анодным вентилями имеет сеточное управление от регулятора возбуждения сильного действия. Гашение поля осуществляется переводом выпрямителя 5 в инверторный режим для передачи мощности от обмотки возбуждения главного генератора 2 к вспомогательному генератору 3.

Схема рис.3, применяется для турбогенераторов мощностью 1500 кВт и выше. В этой схеме обмотка возбуждения 2 главного генератора 1 получает возбуждение от индукторного генератора (возбудителя) 3 частотой 500 гц через кремниевые выпрямители 5. генератор 3 имеет две обмотки возбуждения: обмотку независимого возбуждения 4, получающую питание от вспомогательного генератора (подвозбудителя) 9 через выпрямители 5, и обмотку последовательного самовозбуждения 6. Генератор 9 имеет полюсы в виде постоянных магнитов. Генераторы 3 и 9 расположены на одном валу с главным генератором 1. Индукторный генератор не имеет обмоток на роторе и поэтому очень надежен в работе. Параллельно к обмотке его якоря присоединена трехфазная индуктивная катушка (дроссель) 10, подмагничиваемая постоянным током. Катушка 10 потребляет от генератора 3 индуктивный ток, и так как при f = 500 гц индуктивное сопротивление обмотки якоря генератора велико, то напряжение на ее зажимах сильно зависит от тока катушки 10 Путем регулирования тока подмагничивания катушки 10 достигается быстрое регулирование напряжения генератора 3 и тока возбуждения. Обмотка возбуждения 6 способствует форсировке возбуждения при коротких замыканиях за счет действия апериодического переходного тока в обмотке возбуждения 2.

8. Расчет основных параметров ТЭД и зубчатой передачи. Выбор тягового электродвигателя

основные размеры ТЭД определяются по расчетному значению машинной постоянной СА и приведенному моменту Мпр

(8.1)

Коэффициент полюсного перекрытия

Приведенный момент:

(8.2)

Номинальная частота вращения якоря ТЭД:

(8.3)

где диаметр колеса, м;

— расчетная скорость тепловоза, м/с;

передаточноеотношение тягового редуктора

Расчет:

обор/сек

рисунок 6 Схема опорно-рамной подвески тягового электродвигателя: 24 — пальцы колесных центров.18 — тяговые редукторы; 22 — приводные фланцы.15 — ступица большой шестерни; 16 — поводок фланца полого вала; 17 — большая шестерня; 19 — подшипники; 20 — полая опора; 21 — полый карданный вал; 23 — пальцы вала; 25 — поводки.

Подбираем граничные значения основных размеров двигателя:

Принимаем:я=0.498 м — диаметр якоря двигателя;я=0.43м — длина длина сердечника якоря;

Δ=130÷145мм — расстояние от кожуха зубчатой передачи до головки рельса;

а=130÷150мм — расстояние от корпуса двигателя до головки рельса.

Значение централи определяется по формуле:

(8.4)

где — модуль зубчатого зацепления;

— число зубьев большого колеса тягового редуктора;

— число зубьев малого колеса (шестрени).

Модуль выбирается в зависимости от номинального момента на валу ТЭД.

Номинальный вращающий момент определяется по расчетной силе тяги и предварительно принятому передаточному отношению

(8.5)

Определяем диаметр делительной окружности малого колеса

(8.6)

Величина проверяется по формуле:

(8.7)

(8.8)

где =5÷7мм — толщина кожуха редуктора

с=22÷25 мм — расстояние от кожуха редуктора до делительной окружности большого колеса

Рассчитываем количество зубьев большого колеса, по известному передаточному отношению:

(8.9)

диаметр якоря проверяем по максимальной окружной скорости якоря:

(8.10)

Уточненное

(8.11)

максимальная частота вращения якоря ТЭД:

(8.12)

Максимальный размер станины:

Нст=Dк-2е-2а (8.13)

Расчетный размер

В=Dя+2hm+2 δ +2hc (8.14)

где hm=0.750м — высота сердечника якоря;=0.057 мм — высота станины;

δ — воздушный зазор между сердечником полюса и поверхностью якоря.

Длина станины ориентировочно вычисляется по длине и диаметру якоря:

, м (8.15)

Высота станины определяется по расчетной площади поперечного сечения:

(8.16)

где -основной магнитный поток; =1.55÷1.75 Тс — индукция в станине; Основной магнитный поток:

Вб (8.17)

Где а — число пар параллельных ветвей (а=2);

число проводников обмотки якоря 54*4*2=432);

число полюсов ();

ЭДС двигателя (0.93*0.93*475=441.7 В);

Высота станины:

(8.18)

Диаметр коллектора определяется из формулы:

(8.19)

Расчёт:

Нст=0.105-0.3-0.260=0.768 м

В=0.498+0.15+0.05 +0.014=0.712 м

В Нст условие выполнено

0.43+0.4*0.498= 0.629 м

0.0156/0.629 = 0.025 м

м

По полученным данным выбираю двигатель-прототип ЭД-118А.

Таблица 2

техническая характеристика ТЭД постоянного тока ЭД-118А

ПараметрыЗначениеМощность, кВт282Напряжение продолжительного режима низшее, В463Напряжение продолжительного режима высшее, В700ток при высшем напряжении, А476Ток при высшем напряжении, А720Частота вращения в продолжительном режиме, об/сек9.75Частота вращения в максимальная об/сек40,47КПД в продолжительном режиме91,5Коэффициент ослабления тока возбуждения0,60/0,36Расход охлаждающего воздуха м/с80Сердечник якорядиаметр наружный, мм0,495Длина, мм0,465количество пазов54Обмотка якоряТип обмоткиПетлеваяКоличество параллельных ветвей 4Количество катушек54Количество секций в катушке4Сопротивление обмотки якоря при () Ом0,013Класс изоляции обмоткиFОбмотка возбужденияколичество главных полюсов4Количество витков на полюс19Сопротивление обмотки якоря при () Ом0,0105Класс изоляции обмоткиFдобавочные полюсыКоличество плюсов4Количество витков на полюсСопротивление обмотки якоря при () Ом0,00821Класс изоляции обмоткиFМасса, кг3100

рисунок 7 Габаритные размеры электродвигателя

9. Расчет нагрузочных характеристик ТЭД

1) Выбираем значение (Е/n) =0.32

) Задаемся величиной полной м. д. с. Fn

) Определяем размагничивающую долю реакции якоря

(9.1)

) Рассчитываем м. д. с. якоря

(9.2)

) Находим коэффициент размагничивания

(9.3)

Расчёт индукции в зубцовом слое якоря проводится по данным электродвигателя-прототипа.

Зубцовое деление на 1/3 высоты зубца якоря

(9.4)

где — высота зубца ), м;количество пазов.

Толщина зубца на 1/3 высоты зубца

(9.5)

где — ширина паза (), м;

индукция в зубце:

(9.6)

где Кс = 0,95 — коэффициент заполнения сердечника якоря сталью.

Индукция в зазоре определяется:

(9.7)

=0.374

где — коэффициент полюсного перекрытия;

где полюсное деление:

(9.8)

По Нз1/3=f (В’з1/3)

рисунок 8 Определение полной м. д. с. Fп

Выбираем сталь марки Э12

Расчётная индукция в зубце:

+ Нз1/3 (9.9)

== 0.854 (9.10)

10. Расчёт степеней ослабления тока возбуждения ТЭД

1) Выбираем значение α2=0.4 — коэффициент ослабления второй ступени

) Рассчитываем ток и напряжение двигателя для минимального тока генератора при постоянной мощности

д=Iгmin/m2 (10.1)д=Pг*1000/m*1/Iд (10.2)д=2200/6=366.6 Ад=1650*1000/6*1/4366.6=750 В

Определяются ток возбуждения

в=Iд*α (10.3)= Iв*w (10.4)

Где w — количество витков обмотки на полюс.

в=0.4*366.6 =146.6 А= 146.6*19 = 2786 А*в

Находим активное сопротивление цепи якоря электродвигателя:

д=rя+rдп+α*rгп (10.5)

где я =0.01794 Ом-сопротивление обмотки якоря;дп =0.01133 Ом-сопротивление обмотки добавочных полюсов;гп =0.01449Ом-сопротивление обмотки главных полюсов

д=0.0105+0.01133+ (0.4*0.01449) = 0.035Ом

11. Расчёт электромеханических характеристик ТЭД

Расчет частоты вращения якоря:

(11.1)

ток задается в пределах диапазона

Напряжение определяется по мощности генератора Рг и соответственно двигателя Рд=Рг/m, которая принимается постоянной.

вращающий момент на валу ТЭД:

М=См*Ф*Iд (11.2)

М= 69*0.045*366.6 =1138

Электромеханическая магнитная постоянная

(11.3),

Таблица 3

а 1д. А Uд В 1в, А F, Ав Е/п, Вс R* Ом n, с’1 М, Нм39670039675240,50,0442322,681896,8446662046688540,550,0442318,12455,35536540536101840,580,0442314,782978,231606460606115140,620,0442311,63599,4676380676128440,640,044239Д4144,7746300746141740,6550,044236,744681,1816220816155040,680,044234,465315,75857140857162830,6950,044232,625705,99396700249,484740,120,3750,0412330,31422,63466620293,585578,020,410,0412324,411830,35536540337,686415,920,440,0412319,672259,350,63606460381,787253,820,470,0412315,532728,6676380425,888091,720,50,0412311,93238,04746300469,988929,620,530,041238,663787,74816220514,089767,520,560,041235,784377,68857140539,9110258,290,5750,041233,234720,78 0,4396700158,43009,60,20,0382356,9758,74466620186,43541,60,250,0382340,111116,07536540214,44073,60,2850,0382330,441463,44606460242,44605,60,320,0382322,891857,75676380270,45137,60,350,0382317,062266,63746300298,45669,60,380,0382312,152715,74816220326,46201,60,420,038237,83283,26857140342,86513,20,450,038234,23694,53

рисунок 9 Скоростные характеристики проектируемого двигателя при различных степенях ослабления тока возбуждения n=f (

Рисунок 10 Моментные характеристики проектируемого двигателя при различных степенях ослабления тока возбуждения М=f ()

12. Расчет и посторенние тяговой характеристики, зависимостей напряжения и тока генератора от скорости тепловоза. Определение скоростей переключения ступеней магнитного потока ТЭД

Скорость локомотива рассчитывается по скоростным характеристикам n=f (Iд) тягового электродвигателя при расчетных значениях ослабления тока возбуждения при изменении тока двигателя в пределах с выбранным шагом

(12.1)

Касательная сила тяги локомотива рассчитывается по характеристикам момента М=f (Iд) тягового электродвигателя

(12.2)

Ток генератора определяется по формуле

г=m2*Iд (12.3)

Напряжение генератора

(12.4)

Расчет:

г= 8*366.6= 2932 А

Выбор режима переходов на основное поле выполняется графаналитическим методом. В ходе расчета определяется величина токов и напряжений ТГ, скорости движения тепловоза, при которых необходимо производить переходы.

Определение точек переходов по характеристикам Ur=f (V) и Ir=f (V) основывается на следующих соображениях:

. Электромагнитные процессы, происходящие в тяговой силовой цепи после шунтирования обмоток возбуждения ТЭД, заканчиваются быстро, так что новый режим работы генератора и двигателей устанавливается практически при неизменной скорости движения тепловоза. Если пренебречь незначительным изменением К.П.Д. электрической передачи, то при постоянстве мощности дизеля в этом случае сохраняется неизменной и сила тяги.

. При повышении скорости движения переходы на первую и вторую ступень ослабления тока возбуждения осуществляется при токах генератора соответственно

(12.5)

(12.6)

. При снижении скорости движения тепловоза обратные переходы с первой и второй ступеней ослабления тока возбуждения осуществляется при токах генератора соответственно

(12.7)

(12.8)

В соответствии с принятыми значениями токов определяются напряжения генератора

Таблица 4

а Iд, А n, с’1 М, Нм V, км/ч Fк,kH IГ, А Uг, в139622,681896,8456,13102,49237670046618,12455,3544,79132,7279662053614,782978,2336,6160,9321654060611,63599,428,71194,536364606769,14144,722,52223,940563807466,744681,116,68252,944763008164,465315,7511,04287,248962208572,625705,996,48308,351421400,6339630,31422,6374,9976,86237670046624,411830,3560,4198,9279662053619,672259,3548,68122,1321654060615,532728,638,44118,24363646067611,93238,0429,45174,9540563807468,663787,7421,43204,644763008165,784377,6814,3236,548962208573,234720,787,99255,151421400,439656,9758,74140,8340,9237670046640,111116,0799,2760,3279662053630,441463,4475,3479,1321654060622,891857,7556,65100,4363646067617,062266,6342,22122,5405638074612,152715,7430,07146,744763008167,83283,2619,3177,448962208574,23694,5310,39199,65142140

рисунок 11 Тяговая характеристика

Рисунок 12 характеристика генератора

Рисунок 13 Характеристика генератора

13. Расчет коэффициента полезного действия электрической передачи

Рассчитываем к. п. д. для электрической передачи переменно-постоянного тока

(13.1)

К. п. д. ТЭД определяется на основе расчета потерь на перемагничивание стали якоря, электрических потерь в обмотках, механических потерь в коллекторно-щеточном узле, подшипниках и. т.д.

Расчет потерь на перемагничивание стали производится по значениям магнитного потока и частоты перемагничивания для разных режимов работы электродвигателя.

Магнитный поток Ф определяется:

(13.2)

где — величина, определяемая по нагрузочным характеристикам электродвигателя

— электромагнитная постоянная

Удельные потери на перемагничивание в сердечнике якоря:

(13.3)

где =0.01* (1/25а) 2

Площадь поперечного сечения ярма якоря:

(13.4)

где — высота ярма якоря. Частота перемагничивания:

=p*n (13.5)

рисунок 14. Схема магнитной цепи машины постоянного тока:

1. Сердечник (ярмо) якоря;

. Зубцовая зона якоря;

. Воздушный зазор;

. Сердечник полюса;

. Станина.

Удельные потери на перемагничивание в зубцах якоря:

(13.6)

где — коэффициент, определяемый конструктивными параметрами электродвигателя.

Зубцовое деление якоря:

(13.7)

где — количество пазов в сердечнике якоря

Коэффициент полюсного перекрытия

Полюсное деление:

(13.8)

Коэффициент заполнения сердечника якоря сталью

Кс=0.93

Толщина зубца на ½ высоты hn зубца:

(13.9)

где -ширина паза

потери на перемагничивание стали якоря:

(13.10)

Масса зубцового слоя якоря:

(13.11)

где =7.8*103 кг/м — плотность стали. Масса сердечника якоря:

(13.12)

электрические потери в обмотках электродвигателя:

(13.13)

Потери в обмотке якоря:

(13.14)

потери в обмотках главных полюсов и шунтирующем резисторе:

(13.15)

где — эквивалентное сопротивление цепи, обмотки возбуждения

потери в обмотках добавочных полюсов:

(13.16)

Потери на трение щёток о коллектор:

(13.17)

где — площадь контактной поверхности всех щёток,

=

(13.18)

где

Площадь контактной поверхности щёток одного бракета:

(13.19)

где допустимая плотность тока под щёткой.

Формула расчёта потерь с учётом приведённых соотношений может быть представлена в виде:

= (13.20)

где =постоянный для электродвигателя коэффициент

Потери на трение в подшипниках:

(13.21)

где — мощность, передаваемая электродвигателю

добавочные потери:

(13.22)

Потери в щёточных контактах:

(13.23)

Общие потери в электродвигателе:

(13.24)

К. п. д. тягового электродвигателя:

(13.25)

Расчет:

=2*25=50Гц

5 м

м

122.3 кг

=

406/ (2*12*) =17

=68

=0.3*1682 = 504.6 Вт

366.6*2= 733.2 Вт

Таблица

а1дА1г,АФ,Вбn,с’1V,км/чPс,ВтРдобВтРэл,ВтРк,ВтРтр,ВтРщ,ВтРд,Вт139623760,06922,6856,130,9412964410040000,008577,279225,50,890,83946627960,07618,144,790,9610584340056000,0071082,785222,40,910,85753632160,08114,7836,60,958673290073000,005793,791221,50,90,84860636360,086П,628,710,9557201240092000,004554,997221,510,9080,85367640560,0899,122,520,9571202130113600,0034393,61032220,910,84874644760,0916,7416,680,94551401830127040,002266,2109223,20,920,84481648960,0944,4611,040,94151001620162000,002159,9115224,80,890,8485751420,0972,626,480,93849001490181000,000978,24129026,10,940,8380,6339623760,05230,374,990,9412120360037000,012510,979222,70,910,83946627960,0 ‘ 5724,4160,410,9610031301151200,0091747,585220,50,920,85753632160,06119,6748,680,958460253966000,0071229,691219,60,970,84860636360,06515,5338,440,9557270218283000,006847,797219,60,920,85367640560,06911,929,450,9563401900102700,004566,83103220,20,990,84874644760,0748,6621,430,94555901600123000,003358,76109221,30,930,84481648960,0785,7814,30,94149701491147000,002207,6115222,80,890,8485751420,083,237,990,93845701370164400,001100,221290240,940,83839623760,02856,9140,830,948800260035000,0217613,679223,30,920,8390,446627960,03540,1199,270,967850230047000,0154077,485219,50,950,85753632160,0430,4475,340,956830200062000,0112530,791218,30,930,84860636360,04422,8956,650,9556020180078000,008157297218,20,920,85367640560,04917,0642,220,955300159096000,006981,2103218,60,920,84874644760,05312,1530,070,94547501428115000,004584,5109219,70,960,84481648960,0587,819,30,94143301200137000,003310,3115221,20,940,8485754120,0634,210,390,93840701220153500,001138,12129022,50,970,838

рисунок 15 Характеристик К.П.Д. электрической передачи К.П.Д. =

Рисунок 16 характеристик К.П.Д. электрической передачи К.П.Д. =

Вывод

Входе расчета курсового проектирования освоил методику расчета и выбора основных параметров, характеристик, принципиальных схем электрической передачи по расчетным характеристикам и справочных данных серийных тяговых электрических машин.

При выполнении проекта решил следующие задачи:

Расчет параметров и выбор электрической передачи;

Расчет параметров и выбор тяговых электрических машин;

Расчет регулировочной характеристики и выбор принципиальной схемы возбуждения тягового генератора;

Расчет коэффициента полезного действия электрической передачи.

В ходе расчета установил, что для тепловоза 2ТЭ10в подходит электрическая передача переменно-постоянного тока.

Достоинством электрической передачи переменно — постоянного тока: снятие ограничения по мощности тягового генератора и более высокое КПД, в отличие от передачи постоянного тока

Данным типом передачи оборудованы большинство серий современных магистральных тепловозов мощностью 1500 — 4500 кВт.

список используемой литературы

1.Голубятников С.М. и др. Тепловозы СССР. Отраслевой каталог. — М.: НИИИнформтяжмаш, 1983.

2.Жилин Г.А. и др Пассажирский тепловоз ТЭП 70. — М.: Транспорт, 1976

.Иванов В.Н. и др. конструкция и динамика тепловозов. — М.: Транспорт, 1974.

.Луков Н.М., Стрекопытов В.В., Рудая К.И. Передача мощности тепловозов. — М.: Транспорт, 1987. — 279с

.Панов Н.И. и др. Тепловозы. — М.: Машиностроение, 1976.

.Пойда А.А. и др. Тепловозы. — М.: Транспорт, 1986.

.Проектирование электрических машин. И.П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков и др. — М.: Энергия, 1980. — 495с

.Фуфрянский Н.А. и др. Развитие локомотивной тяги. — М.: Транспорт, 1982.

.Электрооборудование тепловозов: Справочник. В.Б. Верхогляд, Б.И. Вилькевич, и др. — М.:, Транспорт, 1981. — 287с.

Учебная работа. Проектирование электрической передачи локомотива