Электротягопю м тяговые характеристики АТД при частотном управлении и их расчет

Тяговые характеристики F (о) располагаются в области ограниченной максимальным значением скорости u_maz и кривой предельной силы тяги по условиям сцепления колеса с рельсами F_сц (см. рис. 2.3). Кроме того, характеристики имеют ограничение по мощности, максимальному току, наибольшему напряжению и максимальному «опрокидывающему» моменту АТД. Сформированная с учетом этих ограничений тяговая характеристика является предельной.

Для расчета предельной тяговой характеристики должны быть заданы: параметры АТД и тяговой передачи, расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсом и максимальная скорость движения, максимальное значение тока АТД и максимальное значение фазного напряжения, допустимый коэффициент статической перегрузки и расчетное значение мощности на валу АТД.

При расчете тяговых характеристик и установлении закона изменения входных параметров-фазного напряжения U_t и его частоты Д- следует исходить из условия реализации максимально возможных значений сил тяги при заданном токе или из условия реализации заданной силы тяги при минимальном токе АТД. Кроме того, необходимо учитывать изменение параметров АТД при изменениях режимов его работы (насыщение магнитной цепи машины и т. д.).

Для построения электромеханических, электротяговых и тяговых характеристик обычно пользуются пересчетом необходимых параметров, приняв за исходные параметры номинального режима. Поэтому характеристики М₉ (Д), F (v), F (Д) и v (/,), одна из точек которых соответствует параметрам номинального режима, называют базовыми.

Из электромагнитного расчета АТД должны быть известны следующие параметры: номинальное фазное напряжение обмотки статора (Дном, В; номинальный ток фазы /_1Н0м, А; номинальная частота тока статора Дном, Гц; номинальная подводимая мощность Р_1Иом-⁼3t/i номДном cos ф_ь кВт; число пар полюсов машины р\ число витков обмотки статора а», (одной фазы); активное г_х и индуктивное х_х со противления; обмоточный коэффициент К0О1 обмотки статора; активное Гг и индуктивное Хг сопротивления ротора, приведенные к обмотке статора, Ом, а также магнитная характеристика Ф (/„).

Рекомендуется следующий порядок расчета электромеханических, электротяговых и тяговых характеристик [10].

1. Определяют электромагнитную мощность Р_а! для номинального режима, которую принимают неизменной для построения базовых характеристик:

Далее необходимо задаться другими значениями частоты Д и рассчитать для нее все параметры режима. Обычно принимают 5-7 значений [₁ для одной характеристики.

Для построения других характеристик (иебазовых) задаются новым значением электромагнитной мощности Р_э2. При этом для области скоростей о_ном - Ошах желательно принимать одни и те же значения Так строят характеристики для Р_аз, Р_а4, ..., Р_а„. Число характеристик определяется требованиями эксплуатации и системой регулирования.

Пересчет потерь для разных режимов выполняют исходя из известных потерь номинального режима. Основные потери в обмотке статора ДР_а1 = ДР₈,ном (Л/Лном)²; основные потери в обмотке ротора ДР_э» = АЛ* ном (//г/гном)²; потери в стали статора ДР_с = АЛном* х (Ф/Ф_ном)^,(л1/я_1Яо_М)^1,‘, добавочные потери от пространственных гармоник ПОЛЯ ДРдп = Д^дпном (ДРс/Д^сном); потери на вентиляцию В АТД с самовентиляцией ДРвен = Д^венном^г/Лгном)*-Расчет электротяговых и тяговых характеристик осуществляется с учетом законов регулирования режимов работы АТД, изложенных в п. 2.1.

Важным вопросом является расчет предельных характеристик, которые наносят иа сетку электротяговых и тяговых характеристик. Расчет предельных тяговых характеристик заключается в определении для каждого фиксированного значения скорости V таких значений /*, /5 и у = и₁Ш₁ ном, при которых сила тяги равна заданному значению, определяемому исходя из ограничений по сцеплению или мощности АТД. При этом необходимо соблюдать также ограничения по току, напряжению и коэффициенту статической перегрузки Км = М_тлт/М. Последние ограничения обычно являются заданными и не зависят от текущего значения скорости.

Ограничения по напряжению определяются значением напряжения иа выходе преобразователя и схемой соединения обмоток статора АТД.