Система управления подвижным составом

Лабораторная работа № I.

ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ И СХЕМ ИСПЫТАНИЙ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Цель работы:

Изучить и сравнить между собой различные методы и схемы испыта­ний ТЭМ, получить практические навыки управления испытательными стен­дами, ознакомиться с принципами их анализа и расчета.

Объем работы:

·  Изучить виды и программы испытаний ТЭМ.

·  Усвоить принципы построения схем испытаний методами непо­средственного и взаимного нагружения, методику их пуска и регулирования.

·  На основе экспериментальных данных произвести сравнительную оценку расхода электроэнергии сети при испытаниях ТЭМ по методу непо­средственного и взаимного нагружения.

·  Выполнить теоретический расчет параметров ВДМ и ЛГ для ис­пытательной станции по заданным параметрам испытуемого двигателя.

Порядок работы:

·  Исходя из наличия двух идентичных по конструкции машин и двух управляемых источников питания, разработать электрические схемы испыта­ний ТЭМ по методу непосредственного и взаимного нагружения с указанием приборов, необходимых для регистрации расхода мощности сети и полезной мощности испытуемого двигателя.

·  Собрать схему для испытаний ТЭД методом непосредственного нагружения, произвести пуск на заданном преподавателем напряжении и осуществить пробное регулирование режимов работы двигателя, удостове­рившись в правильности работы схемы.

·  Изменяя нагрузочный момент на валу испытуемого двигателя, снять зависимость расходуемой электрической мощности сети от мощности, реализуемой двигателем, в пределах шкал используемых приборов.

·  Собрать схему испытаний ТЭМ по методу взаимного нагружения, произвести пробный пуск на заданном напряжении и пробное регулирование режимов работы двигателя, удостоверившись в правильности работы схемы.

·  Изменяя нагрузочный момент на валу испытуемого двигателя, по­лучить зависимость расходуемой электрической мощности сети от мощно­сти, реализуемой двигателем, в том же диапазоне нагружений, что и по мето­ду непосредственного нагружения.

Рисунок №1 Схема испытаний методом непосредственного нагружения.

Рисунок №2. Принципиальная электрическая схема испытаний методом взаимного нагружения.

Таблица №1

Результаты испытаний методом непосредственного нагружения.

Uд, В	Iд, А	Uг, В	Iг, А	Uов, В	Iов, А	n, об/мин.
100	2,9	46	2,5	5	3	25
100	5,8	70	4,2	10	7,5	15
100	7,2	85	4,6	20	15	12
100	7,9	75	5,5	20	15	10
100	8,8	63	6,7	20	15	10
100	10	59	8,1	20	15	9

Таблица №2 Результаты испытаний методом взаимного нагружения.

Uд, В	Iд, А	Uвдм, В	Iвдм, А	Uлг, В	Iлг, А	n, об/мин.
100	2,4	20	1	105	1,5	27
100	4,5	30	3	109	1,2	16
100	6	37	5	111	1,1	14
100	8,4	50	7	114	1,1	10
100	10	60	9	119	1,1	8

Па основе экспериментальных данных произведём сравнительную оценку расхода электроэнергии при испытании ТЭМ методом непосредственного и взаимного нагружения.

Метод взаимного нагружения.

 

Метод непосредственного нагружения.

Таблица №3

Расчетные данные для построения графика зависимости Р_сети и Р_дв.

Метод непосредственного нагружения	Р1сети	305	655	1020	1090	1180	1300
	Р1дв	202,5	437	555,5	601,25	651,05	738,95
Метод взаимного нагружения	Р2сети	177,5	220,8	307,1	475,4	670,9	-
	Р2дв	158,25	355,35	481,3	653,6	762,55	-

% экономии электроэнергии равен (Р_1сети-Р_2сети)/Р_1сети*100%

1 – кривая зависимости Р_сети от Р_дв при непосредственном нагружении.

2 – кривая при взаимном нагружении.

3 – процентная кривая экономии сети.

Вывод: При испытании методом взаимного нагружения экономия электроэнергии может составлять до 8%, в нашем случае может составлять до 60% т. к. это зависит и от мощности машины.

Лабораторная работа№2

Снятие электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя

Цель работы: Изучить методику экспериментального измерения и теоретического расчета электромеханических характеристик тягового электродвигателя.

Схема для снятия электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя собрана по методу взаимного нагружения и изображена на рисунке №1

Рисунок №1 - схема для снятия электромеханических и регулировочных характеристик тягового электродвигателя.

Результаты экспериментальных замеров и теоретического расчета запишем в таблицу №1.

Таблица №1

Результаты экспериментальных замеров и теоретического расчета.

Режим возбуждения	Uд, В	Iа, А	Na, об/мин	Uвдм, В	Iвдм, А	Uлг,В	Iлг, А		Мв, кгм
ПВ	90	10	350	5	7	90	6	0,681	1,672
	90	30	320	15	24	90	6,2	0,830	6,691
	90	60	300	21	55	90	8	0,826	14,212
	90	80	280	25	75	90	11,2	0,800	19,649
	90	120	180	30	103	90	16,5	0,788	45,183
ПВ	120	10	480	5	2,5	120	6,5	0,670	1,600
	120	30	435	12	25	120	7	0,842	6,655
	120	70	400	22	64	120	11,2	0,836	16,777
	120	90	340	25	76	120	12,5	0,843	25,571
	120	120	300	28	100	120	17,8	0,829	38,000
ОВ	120	10	525	5	2	120	7	0,646	1,410
	120	30	495	12	22	120	7,3	0,842	5,848
	120	70	430	20	60	120	11,5	0,846	15,798
	120	90	370	22	78	120	15,5	0,834	23,271
	120	120	310	25	90	120	19,5	0,841	37,307

КПД двигателя можно рассчитать по формуле

Где: Р_{пол. дв.}- полезная мощность двигателя, Вт;

Р_дв- подведённая мощность двигателя, Вт.

Полезная мощность двигателя, Вт.

Подведенная мощность двигателя, Вт.

Порядок работы:

·  Ознакомится со схемой и пультом управления стендом для испытания тяговых двигателей по методу взаимного нагружения.

·  Запустить испытуемые машины при номинальном значении тока якоря и половинном значении номинального напряжения на зажимах двигателя. Для исключения температурного дрейфа характеристик машин прогреть в этом режиме 10…15мин.

·   Произвести снятие характеристик двигателя в рабочем диапазоне тока якоря (0,5-1,5)I_н, для заданных преподавателем уровней напряжения.

·  Включив режим ослабленного возбуждения повторить измерения характеристик двигателя.

Паспортные данные:

U_н – 1450B;

P_н – 600кВт;

I_н – 515A;

n_{а час} – 155об/мин.;

ή_н – 0,924;

Р_∞ – 550кВт;

I_∞ – 410A;

N_0∞ – 525об/мин.;

ή_∞ – 0,924.

Сопротивление обмоток при t ⁰C , равной 20⁰С

R_я=0,31Ом;

R_в=0,0401Ом;

R_дп=0,0212Ом.

Момент на валу двигателя, М_в, кгм.;

Где: ω_дв - угловая частота вращения вала двигателя , рад./с.

Угловая частота вращения вала двигателя:

Где: n_дв – частота вращения вала двигателя.

Электромеханические характеристики двигателя показаны на рисунке №2

Вывод: Из полученных характеристик видим, что величина напряжения двигателя в значительной мере влияет на обороты двигателя и скорость движения локомотива. Так при одном и том же значении якоря, но при разном приложенном напряжении обороты разные.

Увеличением напряжения пользуются в случае, когда нужно резко увеличить скорость движения для быстрого разгона.

Применение ослабление возбуждения в меньшей степени приводит к увеличению оборотов двигателя. Ослаблением возбуждения пользуются для расширения диапазона скоростей при заданном уровне напряжения двигателя.