Електродвигунів постійного струму

ЭД-118А(Б): Р _дв = 305 кВт; 2 р =4.

ЭД-125Б: Р _дв = 410 кВт; 2 р =4 ТЭ116.

ЭД-126: Р _дв = 469 кВт; 2 р =6 2ТЭ121.

Механічна робота електродвигунів характеризується обертовим момен­том і частотою обертання його якоря.

Сили, що створюють обертовий момент електродвигуна виникають в результаті взаємодії струму якоря і магнітного потоку полюсів. Обертовий момент електродвигуна пропорційний величині струму І _я якоря і магнітному потоку Ф:

,

де К ‑ постійний для цього електродвигуна коефіцієнт, залежний від діаметру якоря, числа провідників обмотки і інших конструктивних особливостей двигуна.

Обертовий момент електродвигуна не є величиною заданою, постійною, а залежить від механічного навантаження, моменту опору, який долає вал при обертанні.

З формули для визначення е.р.с. двигуна можна отримати залежність для обчислення частоти обертання якоря, підставивши в неї значення е.р.с. :

.

Отже, частота обертання якоря електродвигуна пропорційна напрузі, що підводиться, і обернено пропорційна магнітному потоку, а також зменшується із збільшенням внутрішніх втрат напруги в колі якоря.

Чим більша напруга, що підводиться до двигуна, тим більше струм в обмотці якоря і обертовий момент. Якір, долаючи момент опору зовнішнього навантаження, починає обертатись швидше. Із збільшенням же магнітного потоку, за інших рівних умов, збільшується е.р.с., індукована в обмотці якоря. При цьому зменшується струм в якорі, а значить знижується обертовий момент і частота його обертання.

Електрична потужність, що підводиться до електродвигуна, завжди більше тієї механічної потужності, яку він віддає. Частина потужності, що підводиться до двигуна, витрачається на механічні, електричні та магнітні втрати. До механічних втрат належать: втрати на тертя якоря в підшипни­ках, тертя якоря об повітря і тертя щіток об колектор. Електричні і магнітні втрати в сталі і міді викликаються нагрівом обмотки від проходження струму, нагріву осердя якоря від вихрових струмів і перемагнічування.

Відношення корисної потужності до тої, що підводиться до електродви­гуна називається коефіцієнтом корисної дії двигуна К.к.д тягових електричних двигунів тепловозов досягає 90% і вище.

Знайшли застосування електричні двигуни постійного струму з послідов­ним збудженням, з паралельним збуд­женням, із змішаним збудженням, а також з незалежним збудженням від сто­роннього джерела електричного струму.

Щоб вирішити питання, який же тип електричного двигуна найбільш доцільний для тепловозів, треба розглянути властивості цих двигунів з точки зору вимог, що пред'являються до тягових електродвигунів тепловозів.

При рушанні з місця або русі потягу на підйомі, коли швидкість мала, тепловоз створює максимальну силу тяги, аж до обмеження по зчепленню коліс з рейками.

УМОВА 1. Силу тяги тепловоза з електричною передачею створюють тягові електродвигуни, і вона прямо пропорційна їх обертовому моменту. У вказаних умовах тягові електродвигуни повинні забезпечити реалізацію найбільшого обертового моменту.

З'ясуємо режим роботи тягових електродвигунів при невеликій швидкості руху, тобто при максимальній силі тяги. Внаслідок низької частоти обертання якорів тягових двигунів їх електрорушійні (проти е.р.с.) сили будуть також зниженими. Тому сила струму в обмотках якорів тягових двигунів виявиться близькою до граничного значення. Отже, найбільшій силі тяги відповідає максимальний струм тягових двигунів.

У електродвигунах з послідовним збудженням струм збудження прямо пропорційний струму якоря і магнітний потік головних полюсів досягне також найбільшого значення. При максимальних значеннях струму якоря і магнітного потоку полюсів електродвигуни реалізують найбільший обертовий момент.

У тяговому електродвигуні з паралельним збудженням при найбільшо­му струмі магнітний потік буде далекий від найвищого значення. Дійсно, із збільшенням струму напруга тягового генератора тепловоза, що живить струмом електродвигуни, зменшується обернено пропорційно до струму. При великих струмах напруга генератора буде зниженою. Отже, струм збудження тягових двигунів з паралельним збудженням, залежний від напруги генератора, також буде невеликим. Тому виявиться зниженим і магнітний потік полюсів, а значить, і момент обертовий електродвигуна.