Тяговые характеристики ЭПС

Под тяговыми характеристиками принято понимать семейство характеристик F_К (V) для всех ступеней регулирования скорости электровоза или моторного вагона, ограниченных предельными условиями нормальной работы ЭПС.

- по сцеплению колес с рельсами, определяющему максимальную силу

тяги, зависящую от скорости движения и, которая уменьшается с повышением скорости движения (кривая 3);

- по коммутационной устойчивости ТЭД (кривая 2).

Характеристики могут иметь области, в которых время работы ТЭД ограничено нагреванием его обмоток, а также пусковых или тормозных резисторов.

При работе ТЭД различают часовой и длительный режимы и соответственно силы тока, тяги и скорости движения часового и длительного режимов.

Режимам часовой и длительной мощности соответствуют номинальные (отвечающие паспортным характеристикам) часовой и длительный токи:

; ,

где U_Д - номинальное напряжение на зажимах ТЭД; , - к.п.д. машины при часовой и длительной мощности.

Тяговые характеристики ЭПС строятся при постоянном, обычно номинальном напряжении на токоприемнике.

Для ЭПС постоянного тока при непосредственном питании ТЭД от контактной сети тяговые характеристики соответствуют режиму постоянного напряжения на зажимах двигателей.

Для ЭПС переменного тока и ЭПС постоянного тока с импульсным регулированием учитывают изменение напряжения на зажимах ТЭД, обусловленное внешней характеристикой преобразователя. Тогда тяговая характеристика должна учитывать изменение напряжения на двигателях, свойственное питающему их преобразователю.

При индивидуальном приводе в условиях эксплуатации характеристики силы тяги F_К (V) для осей ЭПС зачастую не совпадают из-за расхождения как характеристик ТЭД, так и диаметров колес колесных пар. Сочетание этих отклонений определяет расхождение скоростных V (I) и тяговых F_К (V) характеристик, вызывая неравномерность в распределении нагрузок по ТЭД и силы тяги между колесными парами.

Сила тяги электровоза или моторного вагона при некоторой скорости V равна сумме сил тяги колесных пар:

,

где N – число тяговых двигателей; F_K – средняя сила тяги колесных пар.

Распределение сил тяги между двигателями зависит также от схемы их соединения.

При параллельном соединении ТЭД распределение силы тяги между колесными парами зависит также и от «жесткости» тяговых характеристик, которая определяется производной, характеризующей приращение силы тяги при уменьшении скорости движения:

.

Рассмотрим следующий рисунок.

Если средняя сила тяги ТЭД электровоза или моторного вагона соответствует характеристике F_K(V), а один из них имеет характеристику F_K ^/ (V), лежащую выше средней, то при скорости V среднее значение силы тяги будет F_K, а сила тяги, развиваемая двигателем с повышенной характеристикой, скорость для которого при силе тяги F _K соответствует , будет:

и является лимитирующей по сцеплению (F_K ^/ < F_Y).

Здесь DF _K = DV * X _F.

Таким образом, при данной величине отклонения по скорости тяговой характеристики, уменьшение силы тяги по сцеплению тем больше, чем больше жесткость тяговой характеристики.

Одним из существенных преимуществ ТЭД последовательного возбуждения является малая жесткость характеристик. Равенство нагрузок при последовательном соединении ТЭД обеспечивает малое отклонение сил тяги колесных пар. Эти отклонения пропорциональны отклонениям магнитного потока и скорости вращения двигателей, т.е. отклонениям скоростных характеристик.

Жесткость тяговой или скоростной характеристики не оказывает в этом случае влияния на распределение сил тяги между колесными парами. Однако при последовательном соединении ТЭД повышается склонность ЭПС к боксованию колесных пар и ухудшается использование сцепления.

Дата добавления: 2014-01-06