Регулирование скорости движения троллейбуса путем ослабления магнитного поля тяговых электродвигателей — Часть 4 из 4: Методы более точного построения скоростной характеристики для ослабленного поля

Более точное построение скоростной характеристики следует производить на основе нагрузочной характеристики электродвигателя троллейбуса (см. рис. 5) с учетом действия реакции якоря, а также падения напряжения в обмотках. В этом случае предполагается известным ток обмотки параллельного возбуждения, для которого строится характеристика ступени, и, следовательно, значение I_шw_ш.

Рис. 5. Нагрузочные характеристики тягового электродвигателя троллейбуса.

Тогда для любого заданного значения I_я можно получить намагничивающую силу электродвигателя троллейбуса при двигательном режиме:

и генераторном режиме:

Для получения значений AW по нагрузочным характеристикам электродвигателя троллейбуса можно определить значение Ε/ν, а из равенства Е = U – Ir значение E.

Далее определяется значение скорости:

Сила тяги на ступенях ослабления магнитного поля электродвигателя троллейбуса:

где N_м — сумма магнитных и механических потерь в двигателе и передаче, Вт.

Последняя ступень регулирования в некоторых случаях выполняется только с последовательным возбуждением, например, ступень 5, как это показано на рис. 4.

Использование построенных характеристик ослабления магнитного поля электродвигателя троллейбуса ограничено пределами, допустимыми по коммутации тяговых двигателей (точнее по стойкости к образованию кругового огня) и определяемыми равенством:

Здесь e_x — напряжение между коллекторными пластинами для зоны наибольшего искажения, В;
x — абсцисса рассматриваемой точки, выраженная в долях половины полюсного деления с отсчетом от оси главного полюса;
e_ср = 2pU_к/k — среднее межсегментное напряжение, В;
U_к — рабочее напряжение на коллекторе электродвигателя троллейбуса, В;
k — число коллекторных пластин;
2p — число пар полюсов;
α_i — коэффициент перекрытия полюса;
σ_р — расчетный зазор, мм;
σ_x — зазор в точке X, мм;
AW — общая намагничивающая сила основного потока, А;
AW_р.я — намагничивающая сила потока реакции якоря электродвигателя троллейбуса, А.

Равенство (8) можно переписать в виде:

где:

Постоянная c зависит от параметров тягового электродвигателя. Значение e_x не должно превышать 45 В.

При постоянном напряжении сети отношение AW_р.я/AW должно удовлетворять неравенству:

Следовательно, по мере ослабления магнитного поля двигателя троллейбуса (уменьшение AW = AW_ш ± AW_я) уменьшится допустимое значение якоря I_я.

В некоторых случаях для регулирования магнитного поля электродвигателей троллейбуса смешанного возбуждения используется принцип так называемого противопараллельного возбуждения, который состоит в следующем. Допустим, что пуск с ослаблением магнитного поля электродвигателя завершается полным выключением цепи параллельной обмотки возбуждения. После этого концы обмотки возбуждения переключаются. При этом общая намагничивающая сила электродвигателя троллейбуса будет определяться разностью:

Поскольку AW_ш = const, уменьшение тока I_я по естественной характеристике будет сопровождаться автоматическим уменьшением общей намагничивающей силы AW и, следовательно, магнитного поля двигателя; при этом скоростная характеристика будет иметь вид, показанный штрихом на рис. 4.

Значение AW_ш должно быть выбрано таким, чтобы при наименьших возможных токах соблюдалась определенная разность I_яw_с – AW_ш > 0, величина которой ограничена условиями коммутации.

Противопараллельное возбуждение для электродвигателя троллейбуса может рассматриваться как дополнительная ступень. Последняя не может заменить серию характеристик ослабления магнитного поля, которые обеспечивают получение более высокого пускового ускорения.

Недостатком противопараллельного возбуждения является усложнение схемы вследствие необходимости дополнительной операции переключения концов обмотки возбуждения.

Все части: 1 | 2 | 3 | 4