Режимы работы тяговых двигателей. Эти режимы определяются требуемыми режимами движения электропоезда^к которым относятся разгон поезда (пуск), движение поезда с установившейся скоростью при включенных тяговых двигателях, движение при выключенных тяговых двигателях (выбег), торможение и стоянка на остановочном пункте.

При разгоне поезда сила тяги двигателей F должна быть больше сил сопротивления движению W. Скорость движения поезда v является функцией разности сил F—W. Фазу разгона поезда можно разделить на два периода; разгон до момента выхода на автоматическую характеристику (скорость vn) и движение от пусковой скорости и л до установившейся скорости vy.

Первый период характеризуется постоянным пусковым ускорением ап = = const. Пусковая скорость ип соответствует такому моменту, когда полностью выведены пусковые резисторы и двигатели продолжают работу по своей естественной характеристике под полным напряжением контактной сети. Дальнейшее ускорение поезда осуществляется благодаря тяговому усилию, развиваемому двигателями без применения регулировочных устройств.

Вслед за пусковым периодом работы тяговых двигателей обычно следует режим работы на выбеге, когда двигатели выключены и вращаются вхолостую. Если условия движения поезда не требуют повторного включения тяговых двигателей, то после выбега следует торможение. При этом на электропоездах с электрическим торможением тяговые двигатели становятся генераторами, преобразующими энергию движения поезда в электрическую энергию. Начальный период работы тягового двигателя характеризуется большим пусковым током. При электрическом торможении тормозной ток двигателя может также достигать больших значений и в некоторых случаях даже превышать пусковой ток.

Работа тяговых двигателей электропоездов пригородного сообщения характеризуется частой повторяемостью циклов «разгон-торможение», большими ускорениями и замедлениями. Коэффициент регулирования скорости kv = = 1тах/"ч (здесь птах — наибольшая частота вращения якоря; пч — частота вращения якоря при часовом режиме) должен быть равен 3,73, а для тягового двигателя высокоскоростного электропоезда — не более 1,48.

Параметры тяговых двигателей. При подборе тяговых двигателей на электропоезда особое внимание уделяют его основным параметрам, к которым относятся частота вращения, вращающий момент и мощность. Как известно, скорость поезда, км/ч, в тяговом режиме зависит прежде всего от частоты вращения якоря тягового двигателя п:

v = яГ>к л- 60/(ЮООц) =0,188DK я/р.,

где DK — диаметр колеса ио кругу катания, м; |i — передаточное число зубчатой передачи.

Частота вращения п зависит от напряжения и на зажимах двигателя, магнитного потока Ф, являющегося функцией тока / (рис. 151), и конструктивных особенностей тягового двигателя:

п=(и—211?)/(С1 ф),

где Сх — коэффициент пропорциональности, учитывающий конструктивные особенности тягового двигателя (число пар полюсов, число проводников и параллельных ветвей обмотки якоря).

Участок 0а на рис. 151 соответствует ненасыщенной магнитной системе двигателя, а участок аб — постепенному увеличению насыщения магнитной цепи. В точке б система насыщена.

Вращающий момент двигателя М=/С/Ф-Ю-'+9,55Рм/п,

где Рм — полные потери мощности

в двигателе (за вычетом потерь в меди его обмоток и потерь в контактах щеток);

К1Ф-10~7 — вращающий момент, создаваемый силами взаимодействия тока в проводниках обмотки якоря и магнитного потока двигателя.

Рис. 151. Кривая Рис. 152. Характери-намагничивания стика тягового дви-тягового двигателя гателя последовательного возбуждения

Рис. 153. Кривые скорости и силы тяги при различных параметрах тяговых двигателей (параллельное соединение)

Мощность двигателя Р0, отнесенную к ободу движущихся колес, можно выразить через силу тяги Б, Н, и скорость поезда у, км/ч: Р0 = /ч>/3600. Отсюда Б = 3600/уа.

Зависимости скорости движения и силы тяги от тока двигателя поясняются рис. 152.

Изменение напряжения контактной сети вызывает изменение тока и силы тяги, а следовательно, и скорости поезда. При понижении напряжения сила тяги будет падать до момента, когда наступит равновесие между силой тяги и сопротивлением движению. Скорость движения также будет уменьшаться. При повышении напряжения будет расти тяговое усилие, а следовательно, и скорость движения.

Для равномерного распределения нагрузок между тяговыми двигателями одного моторного вагона и одной тележки необходимо тяговые двигатели и диаметры колесных пар подбирать по характеристикам. Например, если два двигателя одного вагона имеют различные магнитные потоки главных полюсов (Ф, > Ф2), а диаметры бандажей колесных пар одинаковые (О, = Б2), то характеристики двух параллельно соединенных двигателей будут различны (рис. 153). Значения токов и тяговых усилий при одной и той же скорости будут неодинаковы. Такое же положение будет при различных бандажах колесных пар, но одинаковых магнитных потоках главных полюсов. Подбором колесных пар с соответствующими диаметрами бандажей можно компенсировать разницу характеристик тяговых двигателей и устранить неравномерное распределение нагрузок, т. е. добиться выполнения условия п101 — пгО%.

Эксплуатация аккумуляторной батареи | Электропоезда ЭР2 и ЭР2Р | Пуск и регулирование скорости движения электропоезда