Puterea motorului de tracțiune
Este foarte important să știm ce putere pot dezvolta motoarele de tracțiune într-o anumită perioadă de timp în procesul de menținere a convoiului de către o locomotivă electrică? Sunt capabili să reziste supraîncărcării? Care sunt supraîncărcările admise și durata acestora?
După cum știți, puterea este o lucrare făcută pe unitate de timp - o secundă. Puterea mașinilor electrice, inclusiv motoarele de tracțiune, este măsurată în kilowați (kW).
Cu cât motorul de tracțiune dezvoltă mai multă putere, cu atât curge mai mult curent prin bobinajele sale și cu atât mai multă căldură este eliberată în conductori. Ca urmare, înfășurările și alte părți ale motorului sunt încălzite. Prin urmare, în timpul funcționării motorului, temperatura părților sale devine mai ridicată decât temperatura ambiantă. Creșterea temperaturii afectează starea și performanța motorului și, în primul rând, izolarea acestuia.
Limitarea porțiunilor de creștere a temperaturii admisibile de tracțiune mașini electrice materiale izolate din diferite clase de încălzire rezistența, în raport cu temperatura aerului de răcire ca în încercarea pe stand și în funcțiune nu trebuie să depășească standardele specificate în ISO 2582-81. Astfel, pentru izolarea clasei H exces de temperatură de înfășurare armatură admisibilă poate ajunge la 160 ° C, până la înfășurarea 180 ° C și colectorul 105 ° C excitație, iar pentru B clasa de izolare - respectiv 120, 130 și 95 Temperatura înfășurării ° C în exces este determinată de rezistența . Pentru a face acest lucru, măsurați rezistența înfășurării în stare rece și apoi în starea încălzită. Cunoscând dependența firului de rezistență înfășurării la temperatură, putem calcula creșterea temperaturii bobinajului peste o anumită temperatură a aerului, aparatul de răcire. Această dependență se caracterizează prin coeficientul de temperatură a.
Temperatura colectorului este măsurată cu un termometru. Depășind-o este egală cu diferența dintre citirile termometrului și temperatura aerului de răcire.
Încălzirea motorului depinde de temperatura ambiantă. Cu cât temperatura ambiantă este mai mică, cu atât motorul de tracțiune se răcește mai intens. Prin urmare, în timpul iernii motoarele de tracțiune ale unei locomotive electrice pot dezvolta mai multă putere decât vara, și în ciuda faptului că în timpul iernii rezistența la mișcarea trenurilor crește, nu este nevoie să se reducă masa lor.
Dacă creșteți cantitatea de răcire cu aer a componentelor motorului, răcirea va fi mai intensă, iar motorul de tracțiune va fi capabil să dezvolte o putere mai mare, la care temperatura nodurilor sale nu depășește valoarea admisă. Prin urmare, prin motoarele de tracțiune, aerul de răcire este condus continuu prin ventilatoare.
În funcție de timpul în care nodurile motorului sunt încălzite la temperatura maximă admisă, se disting puterea modurilor continue și orare. Sub prelungită dau seama cea mai mare putere pe care motorul poate dezvolta în condiții normale de funcționare, trape de ventilație închise colector pentru un timp nelimitat, fără a provoca o creștere a temperaturii componentelor motorului peste valoarea maximă admisă.
Pe oră se înțelege puterea maximă pe care o poate produce motorul timp de o oră în condiții de funcționare normală a ventilației cu trapele de colecție închise, fără a cauza ca nodurile motorului să depășească temperatura maximă admisă. Se presupune că temperatura nodurilor motorului la începutul încercării este egală cu temperatura ambiantă, care se presupune a fi + 25 ° C. Dacă temperatura ambiantă este mai mare de + 25 ° C, atunci temperatura admisă a nodului este redusă. Curentul corespunzător puterii continue este numit continuu, iar curentul realizat la puterea orară este orar.
Desigur, în procesul de conducere a unui tren, curentul și, în consecință, puterea motoarelor de tracțiune se schimbă tot timpul: atunci când conduceți pe o creștere, puterea motoarelor poate depăși scurt puterea orară; pe coborâri, platforme, motoare dezvoltă putere care este mai mică decât orară sau chiar lungă. În acest caz, înfășurările încălzite ale motoarelor sunt răcite.
Supraîncărcările admise sunt specificate de fabricile de producție.
Puterea maximă dezvoltată de motorul de tracțiune pentru o perioadă scurtă de timp, pentru care nodurile sale nu au timp să se supraîncălzească, este limitată de rezistența lor mecanică și de condițiile de comutare. Se înțelege că la putere foarte mare și ca o consecință, solicitările mecanice excesive pot apărea eforturi în motorul care depășesc limita elastică, care, în cele din urmă, duce la deteriorarea mecanică.
Cu cât este mai mare curentul motorului, cu atât este mai reactiv în el. etc, cu atât mai mare este subcompensarea sa asociată cu saturarea polilor adiționali ai motorului. În consecință, cu un consum de energie foarte mare, condițiile de comutare se deteriorează, există o puternică scânteiere sub perii, care pot intra în foc circular prin colector.
Cu toate acestea, de obicei, capacitatea maximă a unei locomotive electrice nu se limitează la rezistența mecanică sau la condițiile de comutare a motorului, deoarece chiar înainte de atingerea unei valori periculoase de curent, cuplarea seturilor de roți la șine este afectată. În consecință, puterea maximă pe care motoarele de tracțiune a unei locomotive electrice se poate dezvolta este limitată, printre altele, la aderența roților la șine.
Încălzirea înfășurărilor motorului de tracțiune în funcție de condițiile specifice de funcționare ale locomotivei electrice în orice parte a liniei se determină după efectuarea calculelor de tracțiune. Cu calculele de tracțiune stabilite inițial condițiile de utilizare maximă a energiei electrice, și apoi să stabilească modurile cele mai raționale de desfășurare a trenului la o greutate maximă posibilă pentru profilul trenului pe secțiunea în cauză, oferind un timp minim de ședere la site-ul, și un consum minim de energie electrică.
După efectuarea calculelor de tracțiune, se verifică posibilitatea motoarelor de tracțiune care funcționează în modurile selectate, fără a depăși temperatura admisă de încălzire.
În cadrul motorului de tracțiune, aerul de răcire este de obicei introdus din partea colectorului. Acolo se împarte în două fluxuri paralele: una trece prin conductele de ventilație din interiorul miezului pentru armături (acestea sunt văzute în figura 15, b.), Celălalt - pe bobine polare, armătura și suprafața colectorului. Deoarece cantitatea de căldură din motor crește, temperatura nodurilor sale crește. Pe de altă parte, mai mare temperatura relativă a temperaturii înconjurătoare, sau, ca este mai mare diferența de temperatură, cu atât mai mare cantitatea de căldură din corpul încălzit este împrăștiată în mediul înconjurător. Când se atinge o anumită temperatură, cantitatea de căldură eliberată în corp va fi egală cu cantitatea de căldură dată de mediul înconjurător, adică se stabilește echilibrul termic. Temperatura corespunzătoare acestui regim se numește constantă.
Toate datele tehnice ale motorului de tracțiune și ale locomotivei electrice, așa cum s-a menționat deja, rezultă pentru două moduri - orare și de lungă durată. Astfel, pentru timpul TL-VL10 2K1 energie electrică a motorului este de 670 kW, viteza de rotatie 790 rot / min, un curent de 480 A, o eficiență de 93,4%, iar pentru -... lung, respectiv, 575 kW, 830 rot / min , 410 A, 93%.
Utilizând anumite metode, curbele de consum de curent electric sunt reprezentate grafic în funcție de masa de tren instalată și de timpul de consum curent. După primirea acestor date, se determină în funcție de modul de efectuare a temperaturii de încălzire a trenului sau răcirea armăturii de înfășurare, principalele înfășurările și poli suplimentari de compensare înfășurarea pe caracteristicile termice, ceea ce face producătorul. Astfel de caracteristici sunt obținute pe baza rezultatelor testelor.
De exemplu, în Fig. 26 prezintă curbele de încălzire și răcire ale înfășurării armăturii și înfășurările polilor principali ai motorului de tracțiune TL-2K1, în funcție de curent. Aceleași curbe sunt date de instalația pentru înfășurarea polilor adiționali și a lichidului de compensare. După cum vedem, la un curent de 466 A timp de o oră, înfășurarea armăturii este încălzită la o temperatură de 110 ° C, iar înfășurările poliilor principali - până la 140 ° C, ceea ce se explică prin diferite condiții de răcire. Este clar că înfășurările polilor principali ar trebui să aibă o izolație de o clasă superioară.
Din fig. De asemenea, rezultă că la un curent, de exemplu 350 A, temperatura înfășurării armăturii scade de la 105 la 75 ° C în 2 ore și apoi rămâne neschimbată cu același curent. Pentru înfășurările de excitație la același curent, temperatura scade de la 150 la 110 ° C timp de 3 ore.
În cazul în care încălzirea și răcirea calculele arată că, la o anumită perioadă de timp, și, prin urmare, pe orice cale anumit segment de bobină (lichidare) motor de tracțiune se va supraîncălzi, este necesar să se reducă motoarele de tracțiune a sarcinii.
Producția motoarelor de tracțiune produse de fabricile naționale este în continuă creștere ca urmare a îmbunătățirii designului, a utilizării de noi materiale izolatoare și a altor materiale. De exemplu, după cum sa menționat mai sus, putere în modul de timp al TL 2K1 motor de tracțiune instalat pe locomotivele VL10, 650 kW NB-418K6 cu motor VL80 diferiți indici electrice - 790 kW, și un motor electric de 340 DPE-VL19 -TOTAL 340 kW. După cum puteți vedea, puterea motorului TL-2K1 este de aproape 2 ori, iar motorul NB-418K6 - de 2,3 ori mai mare decât motorul DPE-340.
Trebuie menționat faptul că creșterea puterii motorului nu a fost reflectată practic într-unul dintre cei mai importanți indicatori - masa motorului, care este deosebit de importantă pentru condițiile de tracțiune: masa acestor motoare este de 4700, 4350 și, respectiv, 4280 kg.
În mod obișnuit, atunci când se compară motoarele, ele nu utilizează masa absolută, ci relativă, la 1 kW de putere.
Pentru motoarele de tracțiune TL-2K1, NB-418K5 și DPE-340, masa relativă este de 8,2; 6.2; 12,6 kg / kW. După cum vedem, cel mai bun indicator al masei motorului instalat pe locomotive electrice VL80 de indicatori diferiți. Acest lucru este explicat într-o oarecare măsură prin următoarele.
Motoarele locomotivelor electrice de curent continuu sunt conectate în două în serie. Ei au tensiunea nominală pe colectorul de 1500 (cu tensiunea nominala de izolare catenarei 3000), care este deplasat și, prin urmare, nu optim. Motoare electrice de curent alternativ VL80 funcționează la o tensiune nominală de 950 V este optimă, care determină în mare măsură posibilitatea creșterii capacității acestora.
Crearea de noi materiale electroizolante - vopsele, diverși polimeri, cu proprietăți de izolare mai bună și stabilitate termică ridicată, - va crește în continuare sarcinile electrice, mecanice și termice, percepute motoarele de tracțiune electrică.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: